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JP3976063B2 - Light emitting device - Google Patents

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Description

本発明は、発光装置に関し、特に、光源の光放射面から放射された光を反射して光源の背面側へ放射させる反射型の発光装置に関する。   The present invention relates to a light emitting device, and more particularly to a reflective light emitting device that reflects light emitted from a light emitting surface of a light source and emits the light toward the back side of the light source.

本出願は、日本国特許出願番号(2003−373274、2004―251021)に基づいており、この日本国出願の全内容は、本出願において参照され導入される。   This application is based on Japanese patent application numbers (2003-373274, 2004-251021), and the entire contents of this Japanese application are referred to and introduced in this application.

従来、LED(Light-Emitting Diode:発光ダイオード)素子と反射鏡を対向配置し、LED素子から放射される光を反射して所望の方向に放射させる反射型の発光装置が特開平5−291627号公報に提案されている。   Conventionally, a reflection type light emitting device in which an LED (Light-Emitting Diode) element and a reflecting mirror are arranged to face each other and the light emitted from the LED element is reflected and emitted in a desired direction is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-291627. Proposed in the gazette.

反射型の発光装置は、反射光の光路にLED素子や給電用のリードが位置するために光の一部が遮られるという不都合はあるが、LED素子から放射される光を高い効率で集光できるため、光放射効率に優れている。   Reflective light emitting devices have the disadvantage that some of the light is blocked because the LED element and the power supply lead are located in the optical path of the reflected light, but the light emitted from the LED element is collected with high efficiency. Therefore, it is excellent in light emission efficiency.

近年、LEDの用途拡大に伴って、高出力のLEDの開発が進められており、すでに数ワットの大出力タイプも製品化されている。LEDは発熱の少ないことが特徴であるが、高出力化を実現するにはLED素子に大電流を供給する必要があり、その結果無視できないレベルの発熱が生じる。   In recent years, with the expansion of LED applications, high-power LEDs have been developed, and a high-power type of several watts has already been commercialized. The LED is characterized by low heat generation. However, in order to achieve high output, it is necessary to supply a large current to the LED element, and as a result, a non-negligible level of heat generation occurs.

特開平5−291627号公報に記載される発光装置は、LED素子をリードに搭載し、LED素子の電極とリードとをワイヤでボンディングしたものを第1の光透過性材料で封止し、更に第2の光透過性材料で第1の光透過性材料とリードとを封止して形成されており、第2の光透過性材料にはLED素子の発光面に対向する側に凹面状反射面が形成され、LED素子の背面側に平坦な放射面が形成されている。LED素子から放射された光は凹面状反射面で反射され、放射面から外部に放射される。
特開平5−291627号公報
In the light emitting device described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-291627, an LED element is mounted on a lead, and the LED element electrode and the lead bonded with a wire are sealed with a first light transmissive material, The second light-transmitting material is formed by sealing the first light-transmitting material and the lead, and the second light-transmitting material has a concave reflection on the side facing the light emitting surface of the LED element. A surface is formed, and a flat radiation surface is formed on the back side of the LED element. The light radiated from the LED element is reflected by the concave reflecting surface and radiated to the outside from the radiating surface.
JP-A-5-291627

しかし、従来の反射型の発光装置によると、LED素子の点灯に伴って生じる熱を、リードを介して外部に伝熱して放熱するため、LED素子の発熱量増大に対応すべくリードのサイズを大にすると反射光を遮って光放射効率を低下させることから、放熱性の向上に制約が生じるという問題がある。   However, according to the conventional reflection type light emitting device, the heat generated when the LED element is lit is transferred to the outside through the lead to dissipate the heat. If it is made large, the reflected light is blocked and the light radiation efficiency is lowered, so that there is a problem in that the improvement in heat dissipation is restricted.

従って、本発明の目的は、放熱性に優れ、反射光の放射効率低減を最小限に抑えることのできる反射型の発光装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、より部品点数を低減させた反射型の発光装置を提供することにもある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a reflective light-emitting device that has excellent heat dissipation and can minimize the reduction in the radiation efficiency of reflected light.
Another object of the present invention is to provide a reflective light-emitting device with a reduced number of parts.

本発明は、上記の目的を達成するため、金属材料からなる遮光性の放熱板と、前記放熱板の端面に搭載され固体発光素子を含む光源部と、前記光源部へ電力を供給し、前記放熱板と絶縁され前記放熱板と一体的に形成されている給電部と、前記光源部から放射された光を、前記放熱板方向であって前記放熱板と平行な方向へ反射する反射部とを有することを特徴とする発光装置を提供する。 The present invention for achieving the above object, and supplies the light-shielding heat dissipating plate made of a metal material, a light source unit including a solid-state light-emitting element is mounted on the end face of the heat radiating plate, the power to the light source unit, wherein A power feeding part that is insulated from the heat sink and formed integrally with the heat sink; and a reflection part that reflects light emitted from the light source part in a direction parallel to the heat sink and in the direction of the heat sink There is provided a light emitting device characterized by comprising:

前記給電部は、金属性薄膜からなっていても良い。 The feeding unit may be made of metal thin film.

前記給電部は複数の放熱板に絶縁体を介して挟入されていても良い。 The power feeding unit may be sandwiched between a plurality of heat radiating plates via an insulator.

前記光源部は、前記固体発光素子を光透過性材料で封止してパッケージ化されたものを用いることもできる。   The light source unit may be a package formed by sealing the solid light emitting element with a light transmissive material.

前記光源部は、フリップチップ実装される前記固体発光素子を有し、前記固体発光素子に対して電力の受供給を行う導電パターンを形成された無機材料基板上に実装され、前記無機材料基板との熱膨張率が同等の無機封止材料によって封止されているものであっても良い。   The light source unit includes the solid-state light emitting element that is flip-chip mounted, and is mounted on an inorganic material substrate on which a conductive pattern that receives and supplies power to the solid-state light emitting element is formed. May be sealed with an inorganic sealing material having the same thermal expansion coefficient.

前記無機封止材料は、ガラスであっても良い。   The inorganic sealing material may be glass.

前記固体発光素子は、屈折率1.55以上の無機封止材料によって封止されることが望ましい。   The solid state light emitting device is preferably sealed with an inorganic sealing material having a refractive index of 1.55 or more.

前記固体発光素子あるいは前記固体発光素子の周囲から、複数領域波長のスペクトル光を放射するものであっても良い。   The solid-state light emitting element or a light emitting spectrum light having a plurality of wavelengths from the periphery of the solid-state light emitting element may be used.

前記固体発光素子の周囲に蛍光体を配置した構成としても良い。   The phosphor may be arranged around the solid-state light emitting device.

また、前記反射部および前記放熱を収容し、前記放熱から伝熱される熱を外部放熱するケースとを有していても良い Further, accommodating the pre-Symbol reflective portion and the heat radiating plate may be possess a case for external heat the heat heat is transferred from the heat radiating plate.

前記放熱は、前記ケースと同一部材で形成されていても良い。 The heat radiating plate may be formed of the same member as the case.

前記ケースは、前記反射部が配置される第1の開口部と、前記反射部にて反射された光を取り出す第2の開口部と、を有していても良い。The case may include a first opening in which the reflecting portion is disposed and a second opening from which light reflected by the reflecting portion is extracted.

前記ケースは、光を反射する表面を有することが望ましい。 Wherein the case, it is desirable to have a front surface you reflect light.

前記ケースの外周面、放熱面積拡大するために、凹凸部が形成されていても良い。 The outer peripheral surface of the case, in order to enlarge the heat area release, uneven portions may be formed.

前記ケースの外周面、放熱面積拡大するために、粗面化されていても良い。 The outer peripheral surface of the case, in order to enlarge the heat release area, may be roughened.

前記放熱、光を反射する表面を有する構成とすることが望ましい。 The heat sink, it is desirable to adopt a configuration that have a front surface you reflect light.

前記放熱は、前記反射側に突出した形状を有するものであっても良い。 The heat radiating plate may have a shape protruding toward the reflecting portion .

前記反射部は、樹脂材料によって形成されるものであっても良い。   The reflection part may be formed of a resin material.

前記光源部は、複数の固体発光素子を備えるものであっても良い。   The light source unit may include a plurality of solid state light emitting elements.

前記光源部を複数備え、前記複数の光源部に対応した複数の反射部と放熱とを有するものであっても良い。 It said light source unit comprises a plurality of a plurality of reflective portions corresponding to the plurality of light source sections radiator plate and may have a.

前記複数の光源部は、赤色(緑色(および青色(の発光色の光源部からなるものであっても良い。 The plurality of light source units may include light source units of red ( R ) , green ( G ) , and blue ( B ) emission colors.

以下に、本発明に係る発光装置について、図面等を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, a light emitting device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る反射型の発光装置であり、(a)は斜視図、(b)は(a)のB−B部における横断面図、(c)は(a)のC−C部における縦断面図、(d)はLED素子搭載部の変形例の部分拡大図である。   1A and 1B show a reflective light emitting device according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a perspective view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along a line BB in FIG. (A) The longitudinal cross-sectional view in CC section of (a), (d) is the elements on larger scale of the modification of a LED element mounting part.

この発光装置1は、金属材料で形成されて放熱性に優れるケース10と、ケース10の下部と嵌合するように形成される反射鏡部11と、ケース10の上面を覆う透過性の透明板12と、熱伝導性に優れる金属材料で形成されてケース10の内部に挿入される放熱板13および14と、放熱板13に搭載されるLED素子2と、放熱板13に絶縁層15aを介して固定されてLED素子2に給電する給電部材であるリード部15Aおよび15Bと、リード部15Aおよび15Bをケース10と絶縁する絶縁性材料で形成されたスペーサ16とを有する。なお、以下の説明では、LED素子2の発光面を原点とし、その中心軸をZ方向、これに直交するリード部15Aおよび15Bの引き出し方向をX方向、これらに直交する方向をY方向として説明する。   The light emitting device 1 includes a case 10 made of a metal material and excellent in heat dissipation, a reflecting mirror portion 11 formed so as to be fitted to a lower portion of the case 10, and a transparent transparent plate that covers the upper surface of the case 10. 12, heat sinks 13 and 14 formed of a metal material having excellent heat conductivity and inserted into the case 10, the LED element 2 mounted on the heat sink 13, and the heat sink 13 via an insulating layer 15a. Lead portions 15A and 15B, which are power supply members that are fixed and fed to the LED element 2, and spacers 16 formed of an insulating material that insulates the lead portions 15A and 15B from the case 10. In the following description, the light emitting surface of the LED element 2 is the origin, the central axis is the Z direction, the lead-out direction of the lead portions 15A and 15B orthogonal to the X direction is the X direction, and the direction orthogonal to these is the Y direction. To do.

LED素子2は、GaN系の半導体材料によって構成されており、チップサイズは1mm×1mmである。また、0.3mm×0.3mmの標準サイズLED素子2を用いることも可能である。また、LED素子2は、上面に図示しない給電用の電極を有し、この電極とワイヤ3を介してリード部15Aおよび15Bに電気的に接続される。また、LED素子2はシリコン樹脂からなるモールド部2Aによって封止されている。LED素子2の下面は銀ペースト等の接着剤によって放熱板13に接着されている。   The LED element 2 is made of a GaN-based semiconductor material and has a chip size of 1 mm × 1 mm. It is also possible to use a standard size LED element 2 of 0.3 mm × 0.3 mm. The LED element 2 has a power supply electrode (not shown) on the upper surface, and is electrically connected to the lead portions 15A and 15B via this electrode and the wire 3. The LED element 2 is sealed by a mold part 2A made of silicon resin. The lower surface of the LED element 2 is bonded to the heat sink 13 with an adhesive such as silver paste.

ケース10は、放熱性、加工性に優れるアルミニウムによって円筒状に形成されており、内壁面は鏡面状に加工されて平坦性を高めている。すなわち、内壁面は高直線反射率を有する。側面には放熱板14を嵌合させるスリット10Aが形成されている。   The case 10 is formed into a cylindrical shape with aluminum having excellent heat dissipation and workability, and the inner wall surface is processed into a mirror surface to enhance flatness. That is, the inner wall surface has a high linear reflectance. A slit 10A for fitting the heat sink 14 is formed on the side surface.

反射鏡部11は、放熱性に優れる銅等の金属材料によって形成されており、LED素子2から放射された光が照射される部分には発光装置が組み上げられた際、図1の座標原点を焦点とし、中心軸がZ軸と一致する回転放物面形状となる円弧状に窪んだφ10mmの反射鏡面11Aが形成されている。反射鏡面11Aは銀メッキによる鏡面加工が施されている。また、反射鏡部11は、ケース10と嵌合可能に形成されている。   The reflecting mirror portion 11 is made of a metal material such as copper having excellent heat dissipation. When the light emitting device is assembled on the portion irradiated with the light emitted from the LED element 2, the coordinate origin of FIG. A reflecting mirror surface 11A with a diameter of 10 mm is formed which is a focal point and is recessed in a circular arc shape having a paraboloid shape whose center axis coincides with the Z axis. The reflecting mirror surface 11A is mirror-finished by silver plating. Moreover, the reflecting mirror part 11 is formed so as to be able to fit into the case 10.

透明板12は、光透過性を有する樹脂によって平板状に形成されて反射鏡面11Aで反射された光を透過させる光透過性を有するとともにケース10の上面を覆って異物等の侵入を防止している。   The transparent plate 12 is formed of a light-transmitting resin in a flat plate shape and has a light transmission property that allows the light reflected by the reflecting mirror surface 11A to pass therethrough and covers the upper surface of the case 10 to prevent intrusion of foreign matter or the like. Yes.

放熱板13および14は、熱伝導性に優れる厚さ0.5mm、幅(Z方向)5mmの銅板であり、表面粗度が小さい材料の表面に銀メッキによる鏡面加工が施されている。放熱板13の中央には放熱板14を挿入するためのスリット13Aが設けられている。放熱板14は、スリット13Aに挿入されて放熱板13と直交するように配置される。放熱板13は、ケース10のスリット10Aに嵌合するように取り付けられている。また、放熱板13のLED素子搭載部分は圧潰等によってLED素子2の搭載に適した形状に幅が拡大されて2.0mm角とされている。   The heatsinks 13 and 14 are copper plates having a thickness of 0.5 mm and a width (Z direction) of 5 mm, which are excellent in thermal conductivity, and the surface of a material having a small surface roughness is mirror-finished by silver plating. In the center of the heat radiating plate 13, a slit 13A for inserting the heat radiating plate 14 is provided. The heat radiating plate 14 is inserted into the slit 13 </ b> A so as to be orthogonal to the heat radiating plate 13. The heat radiating plate 13 is attached to fit into the slit 10 </ b> A of the case 10. Further, the LED element mounting portion of the heat radiating plate 13 is expanded to a shape suitable for mounting the LED element 2 by crushing or the like to be 2.0 mm square.

リード部15Aおよび15Bは、熱伝導性に優れる銅によって形成されており、ワイヤ3の接合性および光反射性を付与するために表面に銀メッキが施されている。このリード部15Aおよび15Bは、放熱板13の端面にポリイミド等の絶縁層15aを介して接着されており、放熱板13を介してリード部15Aおよび15Bが短絡しないようになっている。   The lead portions 15A and 15B are made of copper having excellent thermal conductivity, and silver plating is applied to the surface in order to provide the bonding property and light reflectivity of the wire 3. The lead portions 15A and 15B are bonded to the end face of the heat radiating plate 13 via an insulating layer 15a such as polyimide, so that the lead portions 15A and 15B are not short-circuited via the heat radiating plate 13.

スペーサ16は、ケース10に嵌入されてリード部15Aおよび15Bを所定の位置に固定するとともにケース10と電気的に短絡しないように絶縁している。   The spacer 16 is inserted into the case 10 to fix the lead portions 15A and 15B at predetermined positions and is insulated so as not to be electrically short-circuited with the case 10.

次に、第1の実施の形態の発光装置1の製造工程について以下に説明する。   Next, the manufacturing process of the light emitting device 1 according to the first embodiment will be described below.

まず、リードフレーム(図示せず)に保持されたリード部15Aおよび15Bに対し、ワイヤ3の接合性を高めるために予め銀メッキを施す。また、銀メッキを施すことでリード表面に当たる光が反射される。次に、鏡面加工を施された放熱板13の端面に絶縁層15aを介してリード部15Aおよび15Bを接着する。次に、放熱板13の端面にLED素子2を接着し、図示しない電極とリード部15Aおよび15Bとをワイヤ3でボンディングし、LED素子2を樹脂封止するとともにモールド部2Aを形成する。次に、リード部15Aおよび15Bをリードフレームから分離する。次に、ケース10にスペーサ16を組み込む。次に、LED素子2、リード部15Aおよび15Bを接着された放熱板13をケース10のスリット10Aに挿入し、スペーサ16の位置まで押し込む。次に、放熱板13のスリット13Aに放熱板14を挿入する。次に、ケース10の下面、すなわち、LED素子2の光放射側に位置する開口に予め形成された反射鏡部11を嵌入する。次に、ケース10の上面、すなわち、LED素子2の背面側に透明板12を嵌め込んで一体化する。   First, silver plating is performed in advance on the lead portions 15A and 15B held on a lead frame (not shown) in order to improve the bondability of the wire 3. Moreover, the light which hits a lead surface is reflected by giving silver plating. Next, the lead portions 15A and 15B are bonded to the end face of the heat radiating plate 13 which has been mirror-finished through the insulating layer 15a. Next, the LED element 2 is bonded to the end face of the heat radiating plate 13, an electrode (not shown) and the lead parts 15A and 15B are bonded with the wire 3, the LED element 2 is resin-sealed, and the mold part 2A is formed. Next, the lead portions 15A and 15B are separated from the lead frame. Next, the spacer 16 is assembled in the case 10. Next, the heat radiating plate 13 to which the LED element 2 and the lead portions 15A and 15B are bonded is inserted into the slit 10A of the case 10 and pushed to the position of the spacer 16. Next, the heat sink 14 is inserted into the slit 13 </ b> A of the heat sink 13. Next, the reflecting mirror portion 11 formed in advance is inserted into the lower surface of the case 10, that is, the opening located on the light emitting side of the LED element 2. Next, the transparent plate 12 is fitted and integrated on the upper surface of the case 10, that is, on the back side of the LED element 2.

次に、第1の実施の形態の発光装置1の動作について以下に説明する。   Next, operation | movement of the light-emitting device 1 of 1st Embodiment is demonstrated below.

ケース10の外部に露出されたリード部15Aおよび15Bに図示しない電源部から電力が供給されるとLED素子2が点灯する。LED素子2から放射された略全部の光は、反射鏡部11の反射鏡面11Aで反射されてZ軸に平行な反射光として図1(c)に示す方向、すなわち、LED素子2の背面側に向かい、一部ケース10の内壁面、放熱板13および14の表面で反射される光も含めて透明板12を介して外部に放射される。   When power is supplied from a power supply unit (not shown) to the lead portions 15A and 15B exposed to the outside of the case 10, the LED element 2 is turned on. Nearly all of the light emitted from the LED element 2 is reflected by the reflecting mirror surface 11A of the reflecting mirror part 11 and reflected in the direction shown in FIG. 1C as reflected light parallel to the Z axis, that is, the back side of the LED element 2 The light including the light reflected by the inner wall surface of the case 10 and the surfaces of the heat dissipation plates 13 and 14 is also radiated to the outside through the transparent plate 12.

また、LED素子2の点灯に伴って生じた熱は、放熱板13および14を介してケース10に伝熱して大気中に放熱される。   Further, the heat generated along with the lighting of the LED element 2 is transferred to the case 10 via the heat radiating plates 13 and 14 and radiated to the atmosphere.

上記した第1の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
(1)放熱板13の端面にLED素子2を搭載するようにしたため、LED素子2の点灯時に生じた熱がリード部15Aおよび15B、放熱板13および14を介してケース10に速やかに熱引きされるようになり、LED素子2の高出力化によって発熱量が増大しても良好な放熱性が得られる。
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) Since the LED element 2 is mounted on the end face of the heat radiating plate 13, heat generated when the LED element 2 is turned on is quickly drawn into the case 10 via the lead portions 15A and 15B and the heat radiating plates 13 and 14. Thus, even if the amount of heat generation is increased by increasing the output of the LED element 2, good heat dissipation is obtained.

(2)放熱部となる放熱板13および14は、LED素子2の背面方向(Z軸方向)に放熱幅を有する。すなわち、面の法線方向がZ軸に直交する方向で配置されているので、φ10の光学径としてもφ10の反射面に対するLED素子2を含むLED素子搭載部分と放熱板13、14の面積は15%程度に留まり、伝熱のために十分な面積を保つことができるとともに、反射鏡面11Aで反射された反射光が放熱板13および14の端面に当たる面積が小になり、反射光が端面に当たることに基づいて生じる迷光を低減して外部放射性を向上させることができる。そして、小形で高効率の集光放射を実現できる。当然、光学径をさらに大きくとれば迷光をさらに抑え、さらなる高効率とすることができる。なお、従来技術のように、金属平板を打ち抜いたリードから伝熱させるものでは、リード幅となる抜き幅に対し、2倍程度の厚みとしかできないのに対し、本発明ではリード幅に対して10倍以上の厚さ(LED素子2の背面方向への幅)を有する伝熱面積が得られる。また、光学径を小さく抑え、小形の発光装置とするには、LED素子2に対するLED素子搭載面積も重要となる。例えば、既に市販されている1mm角のLED素子2を搭載したφ7.5のパッケージを用いてもφ10の対向反射面では、反射面で反射された光の大半はパッケージで遮られ、高効率の外部放射はできない。せめて、LED素子2に対し5倍以内のLED素子搭載幅、望ましくは3倍以内の幅に抑えたものを用いたほうが良い。当然、光学径をさらに大きくとったものでも、効率影響の程度が異なるだけでLED素子搭載面は小さくするのが望ましい。 (2) The heat dissipation plates 13 and 14 that serve as heat dissipation portions have a heat dissipation width in the back direction (Z-axis direction) of the LED element 2. That is, since the normal direction of the surface is arranged in a direction perpendicular to the Z axis, the area of the LED element mounting portion including the LED element 2 and the heat radiation plates 13 and 14 with respect to the reflection surface of φ10 is as follows. It stays at about 15% and can maintain a sufficient area for heat transfer, and the area where the reflected light reflected by the reflecting mirror surface 11A hits the end faces of the radiator plates 13 and 14 becomes small, and the reflected light hits the end faces. It is possible to improve the external radiation by reducing stray light generated based on the above. And, it is possible to realize a small and highly efficient condensed radiation. Naturally, if the optical diameter is further increased, stray light can be further suppressed and the efficiency can be further increased. As in the prior art, heat transfer from a lead punched out of a metal flat plate can only be about twice as thick as the lead width, whereas in the present invention the lead width is A heat transfer area having a thickness 10 times or more (width in the back direction of the LED element 2) is obtained. In addition, the LED element mounting area with respect to the LED element 2 is also important in order to suppress the optical diameter to a small size and to obtain a small light emitting device. For example, even if a φ7.5 package on which a commercially available LED element 2 of 1 mm square is mounted is used, on the opposite reflecting surface of φ10, most of the light reflected by the reflecting surface is blocked by the package, and high efficiency is achieved. External radiation is not possible. At least, it is better to use an LED element mounting width within 5 times that of the LED element 2, preferably within 3 times the width. Naturally, even if the optical diameter is further increased, it is desirable to reduce the LED element mounting surface only in the degree of the effect of efficiency.

(3)放熱板13をケース10に支持させるとともに放熱板14と交差させているため、薄板状の放熱板13を使用しながらLED素子2およびリード部15Aおよび15Bの支持部材として構造的な強度を確保することができる。 (3) Since the heat radiating plate 13 is supported by the case 10 and intersected with the heat radiating plate 14, structural strength as a support member for the LED element 2 and the lead portions 15A and 15B while using the thin heat radiating plate 13 is used. Can be secured.

(4)ケース10の内壁面、放熱板13および14の表面は直線反射率が高いため、光源であるLED素子2が大きさを持つことに起因して生ずる、Z軸に対して拡がり角を持つ反射光がこれらに達しても反射鏡面11Aで反射された反射光を減衰させることなく、更には、反射光は入射光に対して対称反射されるものが大半であるので、集光度を保ったままケース10の外部に放射させることができる。 (4) Since the inner wall surface of the case 10 and the surfaces of the heat sinks 13 and 14 have a high linear reflectance, the LED element 2 that is the light source has a size and a divergence angle with respect to the Z axis. Even if the reflected light reaches these, the reflected light reflected by the reflecting mirror surface 11A is not attenuated, and moreover, the reflected light is mostly reflected symmetrically with respect to the incident light. It can be emitted to the outside of the case 10 as it is.

(5)ケース10の内壁面が高直線反射率を有するため、放熱板がZ方向に幅を有し、反射鏡面11Aで反射された反射光の光路範囲内にケース10の内壁面が位置するようにしても、効率良く外部放射させることができるので、コンパクトなパッケージを実現できる。このことは反射鏡面11Aの形状を変えて更に拡がり角を有する反射光に対しても同様であり、この場合更に効果がある。 (5) Since the inner wall surface of the case 10 has a high linear reflectivity, the heat sink has a width in the Z direction, and the inner wall surface of the case 10 is located in the optical path range of the reflected light reflected by the reflecting mirror surface 11A. Even if it does so, since it can be made to radiate | emit externally efficiently, a compact package is realizable. This also applies to reflected light having a further divergence angle by changing the shape of the reflecting mirror surface 11A. In this case, the effect is further increased.

(6)ケース10は、高熱伝導性のアルミニウムであるので、放熱板13の熱を速やかにケース10全体に伝え、LED素子2が発する熱は、放熱板13とケース10とで大気へと放熱される。このため、一般のラージ素子で必要なヒートシンクを用いなくても20℃/W以下の熱抵抗とできる。 (6) Since the case 10 is made of highly heat conductive aluminum, the heat of the heat radiating plate 13 is quickly transmitted to the entire case 10, and the heat generated by the LED element 2 is radiated to the atmosphere by the heat radiating plate 13 and the case 10. Is done. For this reason, a thermal resistance of 20 ° C./W or less can be achieved without using a heat sink required for a general large element.

なお、第1の実施の形態では、GaN系のLED素子2を用いた構成を説明したが、例えば、AlInGaP等の他のLED素子2を使用することも可能である。   In the first embodiment, the configuration using the GaN-based LED element 2 has been described. However, for example, another LED element 2 such as AlInGaP can be used.

また、LED素子2を封止するモールド部2Aに蛍光体を含有して波長変換型の反射型発光装置としても良い。この場合、反射による光学系ではレンズ型LEDのように発光波長によって屈折率が異なることはなく、集光光に色分離が生じないものとできる。   Moreover, it is good also as a reflection type light-emitting device of a wavelength conversion type by containing fluorescent substance in the mold part 2A which seals the LED element 2. FIG. In this case, in the optical system by reflection, the refractive index does not differ depending on the emission wavelength as in the case of the lens type LED, and color separation does not occur in the condensed light.

すなわち、例えば、白色光源は、LEDの青色とそれによって励起される蛍光体の黄色、あるいは、LEDのUV光によって励起される蛍光体の青色、緑色、赤色等の複数領域波長のスペクトル光で構成されている。この光をレンズによって集光放射する場合、波長によって屈折角が異なり、それぞれ異なる方向へ放射される。集光度が高く照射距離が長いほどこの現象は顕著となる。一方、反射光学系では、波長による反射角依存はないため、高集光長照射距離としてもこの問題は生じない。   That is, for example, the white light source is composed of spectrum light of a plurality of wavelengths such as blue of LED and yellow of phosphor excited by the LED, or blue, green, red of phosphor excited by UV light of the LED. Has been. When this light is condensed and emitted by the lens, the refraction angle differs depending on the wavelength, and the light is emitted in different directions. This phenomenon becomes more prominent as the degree of light collection is higher and the irradiation distance is longer. On the other hand, since the reflection optical system does not depend on the reflection angle depending on the wavelength, this problem does not occur even when the irradiation distance is high.

そして、これまでの大電流供給による高光出力タイプのLEDでないものでは、照らす光として用いるものには光量不足であり、色分離が大きな問題となるケースは稀であったが、大電流を通電する高出力タイプでは照明に用いられる光源とすることができる。そして、放熱対策が必要な高出力タイプのLEDにおいて複数領域波長のスペクトル光を放射する光を色分離なしで高効率集光放射することによる、均一な色の高照度照射を実現することができる。なお、複数領域のスペクトル光は、LED素子と蛍光体との組み合わせに限定されるものではなく、LED素子自体が広い波長幅のスペクトル特性である場合や、複数の複数色LED素子を密配列し、光拡散部材で封止したものである場合などでも良い。さらに、レンズとその周囲の反射鏡によって集光する場合、レンズによる照射光と反射鏡による照射光とで均一な照射光をえることは困難である。しかし、単一反射面による集光を行っているので、均斉度の高い照射を実現できる。   And in the case of the LED that is not a high light output type with a large current supply so far, the amount of light used is not sufficient for the light used for illuminating, and it is rare that color separation is a serious problem, but a large current is applied. The high output type can be used as a light source for illumination. And high-illuminance illumination of uniform color can be realized by high-efficiency condensing and radiating light that radiates spectrum light of multiple regions wavelength without color separation in high-power type LEDs that need countermeasures against heat dissipation. . The spectral light in a plurality of regions is not limited to the combination of the LED element and the phosphor. If the LED element itself has a spectral characteristic with a wide wavelength width, or a plurality of multi-color LED elements are closely arranged. Alternatively, it may be sealed with a light diffusing member. Furthermore, when the light is collected by the lens and the reflecting mirror around it, it is difficult to obtain uniform light by the light irradiated by the lens and the light irradiated by the reflecting mirror. However, since light is collected by a single reflecting surface, irradiation with high uniformity can be realized.

また、光源部としてチップLEDを用いることもできる。チップLEDとは、LED素子を基板等に実装して電気的な接続を行った後に封止材で全体を封止し、ペレット状にダイシングすることによって得られる小型LEDである。   Moreover, chip | tip LED can also be used as a light source part. The chip LED is a small LED obtained by mounting an LED element on a substrate or the like and making an electrical connection, then sealing the whole with a sealing material and dicing into a pellet.

また、LED素子2と反射鏡面11Aとの間が光透過性材料で充填されたものであっても良い。   Further, the LED element 2 and the reflecting mirror surface 11A may be filled with a light transmissive material.

放熱板13および14については、放熱性に優れる金属材料であれば銅に限定されず、アルミニウムあるいは他の材料で形成されても良いが、熱伝導率100W・m−1・k−1以上の材料を用いることが好ましい。 For radiating plate 13 and 14, if a metal material excellent in heat dissipation is not limited to copper, it may be formed of aluminum or other materials, the thermal conductivity of 100W · m -1 · k -1 or more It is preferable to use a material.

光源部の背面方向に放熱幅を有して設けられる放熱板13および14の適正形状は、材料の熱伝導率だけでなく光源への投入電力や光源の耐熱性にも依存する。しかし、放熱板の厚さ方向に対して3倍以上の放熱幅とすることで、反射鏡の中心軸に対し直交する平板形状によるリードフレームとの差異を出すことができる。   The appropriate shape of the heat radiation plates 13 and 14 provided with a heat radiation width in the back direction of the light source unit depends not only on the thermal conductivity of the material but also on the input power to the light source and the heat resistance of the light source. However, by setting the heat dissipation width to three times or more with respect to the thickness direction of the heat dissipation plate, a difference from a lead frame having a flat plate shape orthogonal to the central axis of the reflecting mirror can be obtained.

また、放熱部についても、リード部15Aおよび15BにLED素子2の背面方向への幅を持たせることで放熱板の機能を有するようにしても良い。   Further, the heat radiating portion may have a function of a heat radiating plate by giving the lead portions 15A and 15B a width in the back direction of the LED element 2.

透明板12については、ケース10の上面を覆う機能以外に、例えば、光学系として集光・光拡散を行わせるものとしても良い。例えば、集光レンズ状の透明部とすることでケース10から外部放射される反射光をスポット状に集光することも可能である。また、平板状の透明板12の一面をホログラム技術により、所定角度範囲に光放射されるよう粗面化して、外部放射される光を拡散させるようにしても良い。   About the transparent plate 12, it is good also as what performs light collection and light diffusion as an optical system other than the function which covers the upper surface of case 10, for example. For example, it is possible to collect the reflected light emitted from the case 10 in a spot shape by using a condensing lens-shaped transparent portion. Further, one surface of the flat transparent plate 12 may be roughened by a hologram technique so that light is emitted in a predetermined angle range, and light emitted outside may be diffused.

また、透明板12をガラス材で形成し、その表面に薄膜状に蛍光体層を設けることによって、耐光性、耐熱性に優れ、少ない蛍光体使用量で波長変換性に優れる波長変換型の発光装置1が得られる。   Moreover, the transparent plate 12 is formed of a glass material, and a phosphor layer is provided on the surface thereof in a thin film shape, so that it is excellent in light resistance and heat resistance, and wavelength conversion type light emission excellent in wavelength conversion with a small amount of phosphor used. Device 1 is obtained.

図1(d)は、LED素子2の搭載部分の拡大図である。このように、LED素子2を搭載する部分をリード部15Aおよび15Bの表面より突出させて設けても良い。この場合には、LED素子2の横方向に放射される光がリード部15Aおよび15Bによって妨げられることがないので、外部への光放射効率が向上する。   FIG. 1D is an enlarged view of a mounting portion of the LED element 2. As described above, a portion on which the LED element 2 is mounted may be provided so as to protrude from the surfaces of the lead portions 15A and 15B. In this case, light emitted in the lateral direction of the LED element 2 is not hindered by the lead portions 15A and 15B, so that the light emission efficiency to the outside is improved.

図2は、本発明の第2の実施の形態に係る反射型の発光装置の断面図である。断面の位置は図1で示すB−B部である。第2の実施の形態の発光装置1は、ケース10の外周面に放熱面積を拡大するための凹凸部10Bを形成した構成において第1の実施の形態の発光装置1と相違している。   FIG. 2 is a cross-sectional view of a reflective light-emitting device according to the second embodiment of the present invention. The position of the cross section is the BB part shown in FIG. The light emitting device 1 according to the second embodiment is different from the light emitting device 1 according to the first embodiment in the configuration in which the concavo-convex portion 10 </ b> B for expanding the heat radiation area is formed on the outer peripheral surface of the case 10.

上記した第2の実施の形態によると、ケース10の表面積が凹凸部10Bによって拡大されることにより、放熱板13および14を介して伝熱した熱を大気中に効率良く放散させることができる。なお、凹凸部10Bを設ける以外に、ケース10の外周面をブラスト処理等によって粗面化しても同様の効果が得られる。また、凹凸加工と粗面化処理とを併用しても良い。   According to the second embodiment described above, the surface area of the case 10 is enlarged by the concavo-convex portion 10B, whereby the heat transferred through the heat sinks 13 and 14 can be efficiently dissipated into the atmosphere. In addition to providing the uneven portion 10B, the same effect can be obtained by roughening the outer peripheral surface of the case 10 by blasting or the like. Moreover, you may use an uneven | corrugated process and a roughening process together.

図3は、本発明の第3の実施の形態に係る反射型の発光装置であり、(a)は平面図、(b)は(a)のD−D部における横断面図、(c)は(a)側面図である。この発光装置1は、放熱板13および14を中央で支持する伝熱性材料からなる放熱支柱17と、放熱支柱17の端面、すなわち、反射鏡部11と対向する側に接着されるリード部15Bと、ケース10の下部に接着される基板18を有する構成において第1の実施の形態の発光装置1と相違している。以下の説明において、第1の実施の形態と共通する部分については同一の引用数字を付している。   3A and 3B show a reflective light-emitting device according to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a plan view, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along a line DD in FIG. (A) It is a side view. The light emitting device 1 includes a heat dissipation column 17 made of a heat conductive material that supports the heat dissipation plates 13 and 14 at the center, and a lead portion 15B bonded to an end surface of the heat dissipation column 17, that is, a side facing the reflector portion 11. The structure having the substrate 18 bonded to the lower part of the case 10 is different from the light emitting device 1 of the first embodiment. In the following description, the same reference numerals are assigned to portions common to the first embodiment.

反射鏡部11は、リード部15Aおよび15Bと接触する部分に絶縁層15aを有する。   The reflecting mirror portion 11 has an insulating layer 15a in a portion that contacts the lead portions 15A and 15B.

放熱板13および14は、熱伝導性に優れる厚さ0.1mmのアルミニウム板であり、表面粗度の小さい鏡面状の板である。放熱板13および14の中央には放熱支柱17に組み込むための図示しないスリットが設けられている。放熱板13は、スペーサ16を介してケース10に支持されている。   The heat sinks 13 and 14 are 0.1 mm thick aluminum plates having excellent thermal conductivity, and are mirror-like plates having a small surface roughness. A slit (not shown) is provided in the center of the radiator plates 13 and 14 to be incorporated in the radiator column 17. The heat radiating plate 13 is supported by the case 10 via a spacer 16.

リード部15Aおよび15Bは、熱伝導性に優れる銅によって形成されており、光反射性を付与するために表面に銀メッキが施されている。リード部15Bは、LED素子2を搭載する部分が凹状に窪んだ形状を有しており、放熱支柱17の端面に接着されている。LED素子2はエポキシ樹脂からなるモールド部2Aによってリード部15Bの先端部に封止されている。   The lead portions 15A and 15B are made of copper having excellent thermal conductivity, and the surface thereof is silver-plated to give light reflectivity. The lead portion 15 </ b> B has a shape in which a portion on which the LED element 2 is mounted is recessed in a concave shape, and is bonded to the end face of the heat dissipation column 17. The LED element 2 is sealed at the tip of the lead part 15B by a mold part 2A made of epoxy resin.

スペーサ16は、熱伝導性に優れるアルミニウムによって形成されており、底面にはリード部15Aおよび15Bと電気的に絶縁するための絶縁層15aを有する。なお、絶縁層15aは、リード部15Aおよび15Bに設けることもできる。   The spacer 16 is made of aluminum having excellent thermal conductivity, and has an insulating layer 15a for electrically insulating the lead portions 15A and 15B on the bottom surface. The insulating layer 15a can also be provided on the lead portions 15A and 15B.

基板18は、ケース10と同様にアルミニウムで形成されてケース10の下部に接着されている。   The substrate 18 is made of aluminum in the same manner as the case 10 and bonded to the lower part of the case 10.

図4は、放熱支柱を示す図であり、(a)は側面図、(b)は平面図である。放熱支柱17は銅によって形成されて表面に銀メッキが施されており、放熱板13および14を中央で交差状に支持するようにスリット17Aおよび17Bが形成されている。   4A and 4B are views showing the heat dissipation column, where FIG. 4A is a side view and FIG. 4B is a plan view. The heat dissipating column 17 is made of copper and has a surface plated with silver, and slits 17A and 17B are formed so as to support the heat dissipating plates 13 and 14 in a cross shape at the center.

次に、第3の実施の形態における発光装置1の製造工程について、以下に説明する。   Next, the manufacturing process of the light emitting device 1 according to the third embodiment will be described below.

まず、リードフレーム(図示せず)に保持されたリード部15Aおよび15Bに対し、ワイヤ3の接合性を高めるために予め銀メッキを施す。次に、リード部15Bの先端部にLED素子2を接合し、図示しないLED素子2の電極とリード部15Aおよび15Bとをワイヤ3でボンディングし、LED素子2を樹脂封止するとともにモールド部2Aを形成する。次に、リード部15Bの先端部にろう材等で放熱支柱17を接合する。次に、ケース10に予め形成された反射鏡部11を組み込む。次に、LED素子2および放熱支柱17を一体化されたリード部15Aおよび15Bをケース10に組み込む。次に、リード部15Aおよび15Bをリードフレーム(図示せず)から分離する。次に、ケース10にスペーサ16を組み込む。次に、放熱板13および14をケース10に組み込む。このとき、放熱板13および14の中央部分を放熱支柱17のスリット17Aおよび17Bに挿入するとともにスペーサ16のスリット16Aに放熱板13を組み込む。次に、ケース10の下部に基板18を接合する。次に、ケース10の上面に透明板12を嵌め込んで一体化する。   First, silver plating is performed in advance on the lead portions 15A and 15B held on a lead frame (not shown) in order to improve the bondability of the wire 3. Next, the LED element 2 is joined to the tip of the lead part 15B, the electrode of the LED element 2 (not shown) and the lead parts 15A and 15B are bonded with the wire 3, the LED element 2 is sealed with resin, and the mold part 2A Form. Next, the heat-dissipating column 17 is joined to the tip of the lead portion 15B with a brazing material or the like. Next, the reflecting mirror part 11 formed in advance in the case 10 is incorporated. Next, the lead portions 15 </ b> A and 15 </ b> B in which the LED element 2 and the heat dissipation column 17 are integrated are incorporated in the case 10. Next, the lead portions 15A and 15B are separated from the lead frame (not shown). Next, the spacer 16 is assembled in the case 10. Next, the heat sinks 13 and 14 are assembled into the case 10. At this time, the heat sinks 13 and 14 are inserted into the slits 17 </ b> A and 17 </ b> B of the heat dissipation column 17 and the heat sink 13 is incorporated into the slits 16 </ b> A of the spacer 16. Next, the substrate 18 is bonded to the lower portion of the case 10. Next, the transparent plate 12 is fitted into the upper surface of the case 10 and integrated.

上記した第3の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
(1)リード部15Bから放熱支柱17を介して放熱板13および14にLED素子2の点灯に基づく熱を伝熱するようにしたため、LED素子2の高出力化に対して伝熱性に余裕のある放熱経路を確保することができる。
According to the above-described third embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since heat based on the lighting of the LED element 2 is transferred from the lead portion 15B to the heat radiating plates 13 and 14 via the heat radiating support column 17, the heat transfer performance has a margin for increasing the output of the LED element 2. A certain heat dissipation path can be secured.

(2)放熱支柱17で放熱板13および14を支持することにより、放熱板13および14を第1の実施の形態で説明したものより更に薄く形成できるため、より迷光の生じにくい構成を得ることができ、反射光の外部放射性を向上させることができる。 (2) Since the heat radiation plates 13 and 14 are supported by the heat radiation support columns 17 so that the heat radiation plates 13 and 14 can be formed thinner than those described in the first embodiment, a configuration in which stray light is less likely to be obtained is obtained. And the external radiation of reflected light can be improved.

図5は、本発明の第4の実施の形態に係る反射型の発光装置を示し、(a)は縦断面図、(b)はZ方向から見た平面図である。この発光装置1は、(a)に示すように第3の実施の形態で説明した発光装置1の透明板12を放熱板13および14の下側に配置している構成を有する。すなわち、透明板12は、(b)に示すように放熱板13および14より下側のケース10内部に設けられており、放熱板を大気開放している。また、放熱板13および14に加えて放熱板19が設けられており、そのことによって放熱板13、14、および19が格子状に配列される。その他の構成については第3の実施の形態と同様に形成されている。   5A and 5B show a reflective light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention, in which FIG. 5A is a longitudinal sectional view, and FIG. 5B is a plan view seen from the Z direction. The light emitting device 1 has a configuration in which the transparent plate 12 of the light emitting device 1 described in the third embodiment is disposed below the heat radiating plates 13 and 14 as shown in FIG. That is, the transparent plate 12 is provided inside the case 10 below the heat radiating plates 13 and 14 as shown in (b), and opens the heat radiating plate to the atmosphere. Further, a heat radiating plate 19 is provided in addition to the heat radiating plates 13 and 14, whereby the heat radiating plates 13, 14, and 19 are arranged in a lattice pattern. Other configurations are the same as in the third embodiment.

透明板12は、放熱支柱17を貫通させる貫通孔12Aを有しており、ケース10の内部でスペーサ16によって支持されている。また、放熱支柱17は貫通孔12Aによってケース10の中央に配置される。なお、ここで反射鏡面11Aはφ10mm、放熱板19は厚さ0.1mmである。   The transparent plate 12 has a through-hole 12 </ b> A that allows the heat dissipation column 17 to pass through, and is supported by the spacer 16 inside the case 10. Further, the heat dissipating column 17 is arranged in the center of the case 10 by the through hole 12A. Here, the reflecting mirror surface 11A has a diameter of 10 mm, and the heat sink 19 has a thickness of 0.1 mm.

次に、第4の実施の形態における発光装置1の製造工程について、以下に説明する。   Next, the manufacturing process of the light emitting device 1 in the fourth embodiment will be described below.

まず、リードフレーム(図示せず)に保持されたリード部15Aおよび15Bに対し、ワイヤ3の接合性を高めるために予め銀メッキを施す。次に、リード部15Bの先端部にLED素子2を接合し、図示しないLED素子2の電極とリード部15Aおよび15Bとをワイヤ3でボンディングし、LED素子2を樹脂封止するとともにモールド部2Aを形成する。次に、リード部15Bの先端部にろう材等で放熱支柱17を接合する。次に、ケース10に予め形成された反射鏡部11を組み込む。次に、LED素子2および放熱支柱17を一体化されたリード部15Aおよび15Bをケース10に組み込む。次に、リード部15Aおよび15Bをリードフレーム(図示せず)から分離する。次に、ケース10にスペーサ16を組み込む。次に、ケース10の下部に基板18を接合する。次に、ケース10の上側から透明板12をケース10の内部に挿入してスペーサ16の位置まで嵌め込む。このとき、貫通孔12Aに放熱支柱17を貫通させる。次に、放熱板13および14をケース10に組み込む。このとき、放熱板13および14の中央部分を放熱支柱17のスリット17Aおよび17Bに挿入する。また、放熱板13および14に直交するように放熱板19を組み込む。   First, silver plating is performed in advance on the lead portions 15A and 15B held on a lead frame (not shown) in order to improve the bondability of the wire 3. Next, the LED element 2 is joined to the tip of the lead part 15B, the electrode of the LED element 2 (not shown) and the lead parts 15A and 15B are bonded with the wire 3, the LED element 2 is sealed with resin, and the mold part 2A Form. Next, the heat-dissipating column 17 is joined to the tip of the lead portion 15B with a brazing material or the like. Next, the reflecting mirror part 11 formed in advance in the case 10 is incorporated. Next, the lead portions 15 </ b> A and 15 </ b> B in which the LED element 2 and the heat dissipation column 17 are integrated are incorporated in the case 10. Next, the lead portions 15A and 15B are separated from the lead frame (not shown). Next, the spacer 16 is assembled in the case 10. Next, the substrate 18 is bonded to the lower portion of the case 10. Next, the transparent plate 12 is inserted into the case 10 from the upper side of the case 10 and fitted to the position of the spacer 16. At this time, the heat-dissipating support column 17 is passed through the through hole 12A. Next, the heat sinks 13 and 14 are assembled into the case 10. At this time, the central portions of the heat radiation plates 13 and 14 are inserted into the slits 17A and 17B of the heat radiation column 17. Further, a heat sink 19 is incorporated so as to be orthogonal to the heat sinks 13 and 14.

上記した第4の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
(1)放熱支柱17および放熱板13、14、および19が透明板12の外側に配置されるため、LED素子2の点灯に伴う熱の放熱性が向上する。
According to the fourth embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) Since the heat radiation support column 17 and the heat radiation plates 13, 14, and 19 are disposed outside the transparent plate 12, the heat radiation performance associated with the lighting of the LED element 2 is improved.

(2)LED素子2が発する熱に応じて放熱板13、14、および19の配置を容易に変更できるため、用途に応じたパッケージの放熱性を適切に設定できる。また、放熱板13、14、および19の配置に基づいて意匠性に優れる発光装置が得られる。 (2) Since the arrangement of the heat dissipation plates 13, 14, and 19 can be easily changed according to the heat generated by the LED element 2, the heat dissipation of the package according to the application can be set appropriately. Moreover, the light-emitting device which is excellent in the design property based on arrangement | positioning of the heat sinks 13, 14, and 19 is obtained.

(3)放熱板13、14、および19は、薄板のために遮光影響は無視できる範囲にあり、放熱面積を大幅に増やすことができる。更に、(1)の効果に加えて、必ずしもケース10へ放熱しなくとも十分な放熱性が得られる。 (3) Since the heat radiation plates 13, 14, and 19 are thin plates, the influence of light shielding is in a negligible range, and the heat radiation area can be greatly increased. Furthermore, in addition to the effect of (1), sufficient heat dissipation can be obtained without necessarily radiating heat to the case 10.

(4)放熱支柱17が透明板12の貫通孔12Aによって支持されるため、薄板によって形成される放熱板13,14、および19を安定的に配置させることができる。 (4) Since the heat radiating column 17 is supported by the through-hole 12A of the transparent plate 12, the heat radiating plates 13, 14, and 19 formed by thin plates can be stably disposed.

図6は、本発明の第5の実施の形態に係る反射鏡部の部分構成図である。反射鏡部11は、LED素子2の直下に凸部11Bを有した反射鏡面11Aを有している。詳細には、LED素子2の位置と、LED素子2から中心軸方向に2R、中心軸と垂直な方向に2R/3の位置とに焦点を持つ楕円線を中心軸まわりに回転させた形状としてある。   FIG. 6 is a partial configuration diagram of a reflecting mirror section according to the fifth embodiment of the present invention. The reflecting mirror part 11 has a reflecting mirror surface 11 </ b> A having a convex part 11 </ b> B immediately below the LED element 2. Specifically, an elliptical line having a focal point at the position of the LED element 2 and the position 2R / 3 in the central axis direction from the LED element 2 and the position 2R / 3 in the direction perpendicular to the central axis is rotated around the central axis. is there.

上記した第5の実施の形態によると、LED素子2の直下に放射された光がLED素子2の方向に反射されることがないため、LED素子2の遮光を減ずることができ、反射光の外部への光取り出し性を向上させることができる。なお、第5の実施の形態では、凸部11Bは反射鏡面11Aに一体的に設けられているものを説明したが、例えば、凸部11Bを反射鏡面11Aと別体で形成し、接着剤等によって反射鏡面11Aに固定するようにしても良い。   According to the fifth embodiment described above, since the light emitted directly under the LED element 2 is not reflected in the direction of the LED element 2, the light shielding of the LED element 2 can be reduced, and the reflected light can be reduced. The light extraction property to the outside can be improved. In the fifth embodiment, the convex portion 11B is described as being integrally provided on the reflecting mirror surface 11A. However, for example, the convex portion 11B is formed separately from the reflecting mirror surface 11A, and an adhesive or the like is formed. May be fixed to the reflecting mirror surface 11A.

図7は、本発明の第6の実施の形態に係るモールド部の部分構成図である。モールド部2Aは、LED素子2の光放射面側が円弧状に窪んだ凹部2aを有して構成されている。   FIG. 7 is a partial configuration diagram of a mold part according to the sixth embodiment of the present invention. The mold part 2A has a concave part 2a in which the light emitting surface side of the LED element 2 is recessed in an arc shape.

上記した第6の実施の形態によると、LED素子2の直下に放射された光が凹部2aからモールド部2Aの外部へ放射される際に屈折する。すなわち、LED素子2の直下の反射鏡面11Aに光が入射しないため、反射光の外部への光取り出し性を向上させることができる。   According to the above-described sixth embodiment, the light radiated immediately below the LED element 2 is refracted when radiated from the recess 2a to the outside of the mold part 2A. That is, since light does not enter the reflecting mirror surface 11A immediately below the LED element 2, the light extraction property of the reflected light to the outside can be improved.

図8は、本発明の第7の実施の形態に係るLED素子搭載部の部分構成図である。LED素子2は、フリップチップタイプであり、高熱伝導性を有する窒化アルミニウム(AlN)からなるサブマウント素子21にAuバンプ4を介して搭載されている。   FIG. 8 is a partial configuration diagram of an LED element mounting portion according to the seventh embodiment of the present invention. The LED element 2 is a flip chip type, and is mounted on a submount element 21 made of aluminum nitride (AlN) having high thermal conductivity via Au bumps 4.

サブマウント素子21は、リード部15Aと電気的に接続される電極21Aと、リード部15Bと電気的に接続される電極21Bとを有し、電極21Aおよび21Bは、サブマウント素子21内に形成される配線層21Cおよび21Dを介してLED素子2の電極(図示せず)に電気的に接続される。このサブマウント素子21に放熱支柱17が取り付けられている。   The submount element 21 includes an electrode 21A electrically connected to the lead portion 15A and an electrode 21B electrically connected to the lead portion 15B. The electrodes 21A and 21B are formed in the submount element 21. Are electrically connected to the electrode (not shown) of the LED element 2 through the wiring layers 21C and 21D. A heat dissipation column 17 is attached to the submount element 21.

上記した第7の実施の形態によると、放熱支柱17にサブマウント素子21を取り付けることによって光取り出し効率に優れるフリップチップタイプのLED素子2を搭載することが可能になる。また、ワイヤを用いないので、モールドサイズを素子同等とすることができ、LED素子2の遮光を減ずることができ、反射光の外部への光取り出し性を向上させることができる。また、LED素子2の点灯に基づいて生じる熱を熱伝導性に優れるサブマウント素子21を介して放熱支柱17に伝熱させることができ、放熱支柱17に接合される放熱板から効率良く熱を放散させることができる。   According to the seventh embodiment described above, it is possible to mount the flip-chip type LED element 2 having excellent light extraction efficiency by attaching the submount element 21 to the heat dissipation column 17. Moreover, since no wire is used, the mold size can be made equal to the element, the light shielding of the LED element 2 can be reduced, and the light extraction property of the reflected light to the outside can be improved. In addition, heat generated based on the lighting of the LED element 2 can be transferred to the heat radiating column 17 via the submount element 21 having excellent thermal conductivity, and heat can be efficiently transmitted from the heat radiating plate joined to the heat radiating column 17. Can be dissipated.

なお、上記した各実施の形態では、LED素子2、反射鏡部11、リード部15A,15B、放熱板13,14等をケース10に収容した構成を説明したが、これらを固定的に配置できればケース10を省いても良い。   In each of the above-described embodiments, the configuration in which the LED element 2, the reflector portion 11, the lead portions 15A and 15B, the heat sinks 13 and 14 are accommodated in the case 10 has been described. Case 10 may be omitted.

図9は、本発明の第8の実施の形態に係る反射型の発光装置であり、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B部における横断面図、(c)は(a)側面図である。   9A and 9B show a reflection type light emitting device according to an eighth embodiment of the present invention, in which FIG. 9A is a plan view, FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. (A) It is a side view.

この発光装置1は、放熱板の一方がポリイミド層13C及び銅箔13Dを間に挟んだ2枚の金属製の放熱板13Bから成っている構成、銅箔13DがLED素子に給電するための給電部材となることでリード部が不要となり、更には、リード部とケース10とを絶縁するための絶縁層やスペーサが不要となる構成、及びガラス封止型のLED20を銅箔13Dと電気的に接続している構成において、第1の実施の形態の発光装置1と相違している。なお、以下の説明において、第1の実施の形態と同様の構成および機能を有する部分については同一の符号を付している。   The light emitting device 1 has a configuration in which one of the heat radiating plates is composed of two metal heat radiating plates 13B sandwiching the polyimide layer 13C and the copper foil 13D, and the power supply for the copper foil 13D to supply power to the LED elements. By becoming a member, the lead portion becomes unnecessary, and further, an insulating layer and a spacer for insulating the lead portion and the case 10 are unnecessary, and the glass-sealed LED 20 is electrically connected to the copper foil 13D. The connected configuration is different from the light emitting device 1 of the first embodiment. In the following description, parts having the same configuration and function as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図10は、発光装置に搭載されるLEDを示す断面図である。   FIG. 10 is a cross-sectional view showing an LED mounted on the light emitting device.

このLED20は、フリップチップ型のGaN系LED素子2(発光波長470nm)と、GaN系LED素子2を搭載するガラス含有Al基板200(熱膨張率12.3×10−6/℃)と、タングステン(W)−ニッケル(Ni)−金(Au)で構成されてガラス含有Al基板200に形成される回路パターン201と、GaN系LED素子2と回路パターン201とを電気的に接続するAuスタッドバンプ202と、GaN系LED素子2を封止するとともにガラス含有Al基板200と接着されるガラス封止部203とを有する。このLED20は、絶縁性接着剤によって放熱板13Bに接着固定される。 This LED 20 includes a flip-chip type GaN-based LED element 2 (light emission wavelength 470 nm) and a glass-containing Al 2 O 3 substrate 200 (thermal expansion coefficient 12.3 × 10 −6 / ° C.) on which the GaN-based LED element 2 is mounted. A circuit pattern 201 made of tungsten (W) -nickel (Ni) -gold (Au) and formed on the glass-containing Al 2 O 3 substrate 200, and the GaN-based LED element 2 and the circuit pattern 201 are electrically connected. And a glass sealing portion 203 that seals the GaN-based LED element 2 and is bonded to the glass-containing Al 2 O 3 substrate 200. The LED 20 is bonded and fixed to the heat sink 13B with an insulating adhesive.

ガラス含有Al基板200は、基板の表面および裏面にメタライズされたWからなる回路パターン201を導通させるビアホール200Aを有している。 The glass-containing Al 2 O 3 substrate 200 has via holes 200A for conducting the circuit pattern 201 made of W metallized on the front and back surfaces of the substrate.

ガラス封止部203は、低融点ガラスとしてのリン酸系ガラス(熱膨張率11.4×10−6/℃、Tg390℃、n=1.59)によって形成されており、金型によるホットプレス加工によってガラス含有Al基板200と接着された後にダイサーでカットされることに基づく上面203Aおよび側面203Bを有して矩形状に形成されている。なお、ガラス封止部203にGaN系LED素子2から放射される青色光によって励起される蛍光体を含有することによって白色光を放射するものであっても良い。 The glass sealing part 203 is formed of phosphoric acid glass (thermal expansion coefficient 11.4 × 10 −6 / ° C., Tg 390 ° C., n = 1.59) as a low melting point glass, and is hot pressed by a mold. It is formed in a rectangular shape having an upper surface 203A and a side surface 203B based on being cut by a dicer after being bonded to the glass-containing Al 2 O 3 substrate 200 by processing. In addition, you may radiate | emit white light by containing the fluorescent substance excited by the blue light radiated | emitted from the GaN-type LED element 2 in the glass sealing part 203. FIG.

図11は、放熱板13B、ポリイミド層13C及び銅箔13Dから成る放熱板の構成を示す図であり、それぞれ(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は下面図である。ポリイミド層13Cは側面部及び下部において放熱板13Bの縁部より突出する形状をしている。また、2つの銅箔13Dは、それぞれポリイミド層の側面突出部から下突出部にかけてポリイミド層13Cに含まれるように位置しており、各突出部から更に突出している。   11A and 11B are diagrams showing the configuration of the heat radiating plate made of the heat radiating plate 13B, the polyimide layer 13C, and the copper foil 13D. FIG. 11A is a front view, FIG. 11B is a side view, and FIG. . The polyimide layer 13 </ b> C has a shape protruding from the edge of the heat sink 13 </ b> B at the side and lower portions. Further, the two copper foils 13D are located so as to be included in the polyimide layer 13C from the side surface protruding portion to the lower protruding portion of the polyimide layer, and further protrude from each protruding portion.

2枚の放熱板13Bはそれぞれ、熱伝導性に優れる厚さ0.2〜0.3mmの銅板であり、ポリイミド層13Cに接する面に対向する面には、表面粗度が小さい材料の表面に銀メッキによる鏡面加工が施されている。また、その他の形状については第1の実施の形態における放熱板13に準じている。なお、放熱板13Bを構成する金属材料は熱伝導性に優れるものであれば他の材料で形成されても良く、例えば、アルミニウムで形成しても良い。アルミニウムの場合、高熱伝導性に加え、高反射性を有することから、メッキ処理等の鏡面加工を省くことも可能である。例えば、圧延時に高直線反射率(80%)とされるものを用いても良い。   Each of the two heat sinks 13B is a copper plate having a thickness of 0.2 to 0.3 mm excellent in thermal conductivity, and a surface facing a surface in contact with the polyimide layer 13C is a surface of a material having a small surface roughness. Mirror finish by silver plating is given. In addition, the other shapes conform to the heat sink 13 in the first embodiment. In addition, the metal material which comprises the heat sink 13B may be formed with another material, if it is excellent in heat conductivity, for example, may be formed with aluminum. In the case of aluminum, since it has high reflectivity in addition to high thermal conductivity, it is possible to omit mirror processing such as plating. For example, a material having a high linear reflectance (80%) during rolling may be used.

また、2枚の放熱板13Bの間には、ポリイミド層13Cが挟入されており、ポリイミド層13Cは銅箔13Dを包み込んでいる。ここでポリイミド層13Cは、放熱板13Bと銅箔13Dとを絶縁するとともに、2枚の放熱板13Bを貼り合わせた際に隙間ができないようにするスペーサの役目も果たす。   A polyimide layer 13C is sandwiched between the two heat sinks 13B, and the polyimide layer 13C wraps the copper foil 13D. Here, the polyimide layer 13C also serves as a spacer that insulates the heat radiating plate 13B and the copper foil 13D and prevents a gap from being formed when the two heat radiating plates 13B are bonded together.

ポリイミド層13C及び銅箔13Dは、上述のように側面部及び下部において放熱板13Bの縁部より突出する形状をしているが、銅箔13Dのポリイミド層13Cの下突出部より突出した部分が、LED素子2の電極と半田バンプ等を介して接し、また、銅箔13Dのポリイミド層13Cの側面突出部より突出した部分が、電源からの導線等と接することによって、LED素子2に給電を行うためである。また、ポリイミド層13Cは、側面突出部及び下突出部については上述したような絶縁の目的のほかに、銅箔を保護するために用いられている。なお、本発明においては、ポリイミドに限らず、その他の絶縁性材料を用いても良い。   As described above, the polyimide layer 13C and the copper foil 13D have a shape protruding from the edge of the heat sink 13B at the side surface and the lower portion, but the portion protruding from the lower protrusion of the polyimide layer 13C of the copper foil 13D is The LED element 2 is in contact with the electrode of the LED element 2 via a solder bump or the like, and the portion protruding from the side surface protruding portion of the polyimide layer 13C of the copper foil 13D is in contact with the lead wire or the like from the power source to supply power to the LED element 2. To do. Further, the polyimide layer 13C is used for protecting the copper foil in addition to the above-described insulation purpose for the side protrusion and the lower protrusion. In the present invention, not only polyimide but other insulating materials may be used.

また、図11(d)は、中央部が両側部より厚みを有した放熱板の下面図である。上述した図11(c)に示すような放熱板においては、0.3×0.3mmの標準サイズLED素子を搭載するには適しているが、1×1mmのラージサイズLEDパッケージを搭載するには、放熱板自体の厚みが不足するため、適切ではない。しかしながら、図11(d)に示すような構成により、部品点数を増やすこともなく、適切にラージサイズLEDパッケージを搭載することができる。   Moreover, FIG.11 (d) is a bottom view of the heat sink with the center part having thickness from both sides. The heat sink as shown in FIG. 11 (c) is suitable for mounting a standard size LED element of 0.3 × 0.3 mm, but for mounting a large size LED package of 1 × 1 mm. Is not appropriate because the thickness of the heat sink itself is insufficient. However, with the configuration as shown in FIG. 11D, a large-size LED package can be appropriately mounted without increasing the number of components.

更に、図11(e)は、中央部が両側部よりも厚みを有し、且つ、給電部である銅箔を2組有する放熱板の下面図である。ラージサイズLEDパッケージを搭載した場合、当該ラージサイズLEDパッケージに搭載された複数のLED素子に対して個別に給電することができる。なお、図11(e)の放熱板においては、銅箔を2組備えているが、本発明に係る発光装置は、3組以上の銅箔を有するものであっても良い。   Furthermore, FIG.11 (e) is a bottom view of the heat sink which has a center part thicker than both sides, and has 2 sets of copper foils which are electric power feeding parts. When a large size LED package is mounted, power can be individually supplied to a plurality of LED elements mounted on the large size LED package. In addition, in the heat sink of FIG.11 (e), although 2 sets of copper foils are provided, the light-emitting device which concerns on this invention may have 3 or more sets of copper foils.

次に、第8の実施の形態の発光装置における放熱板の製造工程について以下に説明する。   Next, the manufacturing process of the heat sink in the light-emitting device of 8th Embodiment is demonstrated below.

まず、2枚の放熱板13Bを用意し、放熱板13Bよりも一回りサイズの大きい2枚のポリイミド膜を用意する。2枚のポリイミド膜で銅箔13Dが所望の形状を維持するように挟み込み、更に2枚の放熱板13Bで挟みこむ。次に、2枚のポリイミド膜からなるポリイミド層13Cの、2枚の放熱板13Bからはみ出した部分について、図11で示すような側面及び下突出部を残存させるように切除する。そして、放熱板13Bの表面に銀メッキによる鏡面加工を施した後、スリット13Aを形成する。   First, two heat sinks 13B are prepared, and two polyimide films that are slightly larger in size than the heat sink 13B are prepared. The copper foil 13D is sandwiched between two polyimide films so as to maintain a desired shape, and further sandwiched between two heat radiating plates 13B. Next, the portion of the polyimide layer 13C made of two polyimide films that protrudes from the two heat radiation plates 13B is cut out so as to leave the side surface and the lower protrusion as shown in FIG. And after giving the mirror surface process by silver plating to the surface of the heat sink 13B, the slit 13A is formed.

また、予め2枚のポリイミド膜を用意するのではなく、放熱板13Bにポリイミド樹脂を塗布し、銅箔13Dを配置した後、更にポリイミド樹脂を塗布して銅箔13Dを覆った後、もう1枚の放熱板13Bで挟み込む、といった方法であっても良い。   Also, instead of preparing two polyimide films in advance, after applying polyimide resin to the heat radiating plate 13B and disposing the copper foil 13D, after further coating the polyimide resin and covering the copper foil 13D, another one The method of inserting | pinching with the heat sink 13B of a sheet | seat may be used.

あるいは、ポリイミド膜に銅箔を貼り、これにエッチング加工した後に銅箔側を更に別なポリイミド膜でラミネートしてフレキシブル基板を形成し、このフレキシブル基板を放熱板13Bに貼り付けても良い。   Alternatively, a copper foil may be attached to the polyimide film, and after etching the copper foil, a copper substrate may be laminated with another polyimide film to form a flexible substrate, and the flexible substrate may be attached to the heat dissipation plate 13B.

次に、第8の実施の形態の発光装置における、LED素子2と銅箔13Dの接続方法について説明する。   Next, a method of connecting the LED element 2 and the copper foil 13D in the light emitting device of the eighth embodiment will be described.

まず、放熱板13B下部から突出したポリイミド層13Cの下突出部を折り曲げ、放熱板13Bの下縁部に接着剤にて固定する。次に、ポリイミド層13Cの放熱板13Bに固定されてない側の面を削ぎ落とし、銅箔13Dを露出させる。そして、銅箔13Dの露出した部分とLED素子2の電極とを半田バンプ等を介して接続し、同時にLED素子2自体も放熱板13Bの下縁部に接着剤にて固定する。この際、ポリイミド層13Cは、LED素子2と放熱板13Bとを絶縁する働きも持つ。   First, the lower protrusion of the polyimide layer 13C protruding from the lower part of the heat sink 13B is bent and fixed to the lower edge of the heat sink 13B with an adhesive. Next, the surface of the polyimide layer 13C that is not fixed to the heat dissipation plate 13B is scraped off to expose the copper foil 13D. Then, the exposed portion of the copper foil 13D and the electrode of the LED element 2 are connected via a solder bump or the like, and at the same time, the LED element 2 itself is fixed to the lower edge of the heat sink 13B with an adhesive. At this time, the polyimide layer 13C also has a function of insulating the LED element 2 and the heat sink 13B.

上記した第8の実施の形態によると、2枚の放熱板13Bの間に絶縁層としてポリイミド層13Cを介して配線層となる銅箔13Dを一体的に設けたため、ケース10に対する放熱板13Bの組み付け性が向上する。また、ケース10および放熱板13Bと銅箔13Dとの絶縁がポリイミド層13Cによって保たれることから、放熱板13Bのケース10への組み付けにあたって絶縁部材を用意する必要がなく、部品点数の低減を図ることができ、そのことによって低コストで反射型発光装置を形成することができる。   According to the above-described eighth embodiment, since the copper foil 13D serving as the wiring layer is integrally provided as the insulating layer between the two heat sinks 13B via the polyimide layer 13C, the heat sink 13B with respect to the case 10 is provided. Assembly is improved. Further, since the insulation between the case 10 and the heat radiating plate 13B and the copper foil 13D is maintained by the polyimide layer 13C, it is not necessary to prepare an insulating member when assembling the heat radiating plate 13B to the case 10, and the number of parts can be reduced. Thus, a reflective light-emitting device can be formed at low cost.

また、放熱板13Bの断面内に銅箔13Dを内蔵するため、搭載するLED20やLED素子2に応じて所望の配線パターンを形成することができ、反射型発光装置としての光取り出し性を損なうことなしに配線の自由度に優れる。   In addition, since the copper foil 13D is built in the cross section of the heat radiating plate 13B, a desired wiring pattern can be formed according to the LED 20 and the LED element 2 to be mounted, and the light extraction performance as a reflective light emitting device is impaired. Excellent wiring flexibility.

封止材劣化に対しては、樹脂封止ではなく、無機材料による発光素子封止であることにより、発光素子の自発熱、自発光による封止材料の劣化による光吸収、そしてLED20の外部放射効率の低下を抑えることができる。特に、GaN系のLED素子2では、発光出力低下要因は、主に封止材の劣化によるものであるため、ガラス封止にすることで、極めて出力劣化の小さいLED20とすることができる。また、λ=365nmといったUV光であっても、初期透過率、透過維持率ともに良好なものとできる。   For sealing material deterioration, light-emitting element sealing with an inorganic material, not resin sealing, self-heating of the light-emitting element, light absorption due to deterioration of the sealing material due to self-light emission, and external emission of the LED 20 A decrease in efficiency can be suppressed. In particular, in the GaN-based LED element 2, the light emission output lowering factor is mainly due to the deterioration of the sealing material. Therefore, by using glass sealing, the LED 20 with extremely small output deterioration can be obtained. Further, even with UV light of λ = 365 nm, both the initial transmittance and the transmittance maintenance rate can be made favorable.

屈折率については、樹脂劣化の大きいエポキシ樹脂に代えて、シリコン樹脂を用いる例もあるが、シリコン樹脂は屈折率がエポキシ樹脂よりやや低いので、光出力が5〜10%低下する。これに対し、封止材料としてガラスを選択することにより、屈折率n=1.55以上といったエポキシ樹脂以上の高い屈折率を選択することも容易となる。   Regarding the refractive index, there is an example in which a silicon resin is used instead of an epoxy resin having a large resin deterioration. However, since the refractive index of the silicon resin is slightly lower than that of the epoxy resin, the light output is reduced by 5 to 10%. On the other hand, by selecting glass as the sealing material, it becomes easy to select a refractive index higher than the epoxy resin, such as a refractive index n = 1.55 or higher.

熱膨張率差による剥離断線については、封止ガラスとガラス含有Al基板200の熱膨張率が同等であるので、高温で接着された後、常温あるいは低温状態としても、剥離、クラック等の接着不良が生じにくい。また、一般に封止材料として用いられるエポキシ樹脂やシリコン樹脂に対し、それぞれ1/5、1/10以下の熱膨張率であるので、熱膨張率による断線は極めて生じにくい。このため、放熱板の光源部の背面方向の放熱幅を3mmとしても、大きな影響がないものとすることが可能である。但し、長期寿命等に影響が生じるので、放熱性は、例えば、放熱板の厚みに対し、放熱幅を5倍以上とするなどして確保することが好ましい。また、製造時以外にも、大電流タイプの発光素子が発した熱による熱応力に関しても、樹脂のような熱膨張率が他の部材より著しく大の部材がなくなるので、クラックなどの熱応力によって生じる問題を回避することができる。このため、数ワットの投入電力ヒートシンクに相当する放熱手段を備えなくても放熱板とケースからの自然放熱のみで成立するものとできる。 As for the disconnection due to the difference in thermal expansion coefficient, the sealing glass and the glass-containing Al 2 O 3 substrate 200 have the same thermal expansion coefficient. It is difficult to cause poor adhesion. In addition, since the thermal expansion coefficient is 1/5 or 1/10 or less than that of an epoxy resin or silicon resin generally used as a sealing material, disconnection due to the thermal expansion coefficient is extremely unlikely to occur. For this reason, even if the heat radiation width in the back direction of the light source part of the heat radiating plate is set to 3 mm, it is possible to have no significant influence. However, since it affects the long-term life and the like, it is preferable to ensure heat dissipation by, for example, setting the heat dissipation width to 5 times or more of the thickness of the heat dissipation plate. In addition to the manufacturing, the thermal stress caused by the heat generated by the large current type light-emitting element is eliminated by the thermal stress such as cracks because there is no member with a coefficient of thermal expansion that is significantly larger than that of other members. Problems that arise can be avoided. For this reason, even if it does not have the heat radiating means corresponding to the input power heat sink of several watts, it can be realized only by natural heat radiation from the heat sink and the case.

パッケージの小型化については、ガラス含有Al基板とガラス6とが酸化物を介した化学結合に基づいて接着することにより強固な封着強度が得られるので、接合面積が小さくとも優れた接合性を有する小形パッケージを具現化できる。このため、LED素子2で3倍以下のパッケージとできるので反射鏡面11Aで反射された光を遮る割合の低いものとできる。特に、φ10程度の小形反射鏡面とする際に効果が大きい。このパッケージが光源部に相当する。また、複数のLED素子2を密実装した小形パッケージとしても良く、その際にも、同様の特徴を有する。但し、この際、パッケージが大きくなる分、反射鏡面の径を大きくすることが望ましい。 As for the downsizing of the package, the glass-containing Al 2 O 3 substrate and the glass 6 are bonded on the basis of a chemical bond via an oxide, so that a strong sealing strength can be obtained. A small package having bonding properties can be realized. For this reason, since it can be set as a package of 3 times or less with the LED element 2, it can be made into the thing with the low ratio which shields the light reflected by the reflective mirror surface 11A. In particular, the effect is great when a small reflecting mirror surface of about φ10 is used. This package corresponds to the light source unit. Moreover, it may be a small package in which a plurality of LED elements 2 are closely mounted, and in this case, the same characteristics are provided. However, at this time, it is desirable to increase the diameter of the reflecting mirror surface as the package becomes larger.

上記したLEDの具現化については、低融点ガラスと同等の熱膨張率を有するセラミック基板を用いることで、加工時の耐熱性を備え、更に加工時と常温時における温度差と、熱膨張率差による熱応力の発生を低く抑えることによりクラック等が生じないものとしている。更に発光素子は、実装に際してワイヤを用いないフリップ実装タイプを用いることで、極力低温としつつ高粘度ガラス状態(10〜10ポアズ)で加工できるものとし、これをホットプレス加工に基づいて発光素子およびセラミック基板に対するガラス封止を行っている。これにより、従来ガラス封止LEDのコンセプトが提案されていながらも具現化できていないという開顕を解消している。 For the implementation of the above-described LED, by using a ceramic substrate having a thermal expansion coefficient equivalent to that of the low melting point glass, it has heat resistance during processing, and further, a temperature difference between processing and normal temperature, and a difference in thermal expansion coefficient. By suppressing the generation of thermal stress due to the above, cracks and the like are not generated. Furthermore, the light-emitting element can be processed in a high-viscosity glass state (10 4 to 10 9 poise) while using a flip mounting type that does not use a wire for mounting, and emits light based on hot press processing. Glass sealing is performed on the element and the ceramic substrate. As a result, the concept that the concept of the glass-sealed LED has been proposed but not realized has been solved.

また、LED20については、リン酸系ガラス(熱膨張率11.4×10−6/℃、Tg390℃)とガラス含有Al基板(熱膨張率12.3×10−6/℃)の組み合わせに代えて、珪酸系ガラス(熱膨張率6.5×10−6/℃、Tg500℃)とAl基板(熱膨張率7.0×10−6/℃)の組み合わせとしても良い。封止ガラスの熱膨張率が7×10−6/℃程度であれば、LED素子2との熱膨張率が同等となり、ラージサイズのLED素子2としてもガラス封止を可能とできる。また、LED素子2の封止材料がシリコン樹脂の場合、ちり、埃等の付着が生じやすく、除去も容易ではないため、透明板12を備えることが望ましいが、LED素子2の封止材料がガラスであれば、ちりや埃は付着しにくく、除去も容易である。このため、透明板12を備えなくても良く、その際、ケース10や反射鏡部11の内面からの空気への放熱が促されるという効果がある。 Also, the LED 20, the phosphate glass (coefficient of thermal expansion 11.4 × 10 -6 / ℃, Tg390 ℃) and glass-containing Al 2 O 3 substrate (coefficient of thermal expansion 12.3 × 10 -6 / ℃) Instead of the combination, a combination of silicate glass (thermal expansion coefficient 6.5 × 10 −6 / ° C., Tg 500 ° C.) and an Al 2 O 3 substrate (thermal expansion coefficient 7.0 × 10 −6 / ° C.) may be used. . When the thermal expansion coefficient of the sealing glass is about 7 × 10 −6 / ° C., the thermal expansion coefficient is the same as that of the LED element 2, and the glass sealing can be performed even as the large-sized LED element 2. In addition, when the sealing material of the LED element 2 is a silicon resin, it is desirable to provide the transparent plate 12 because dust, dust, and the like are likely to adhere and are not easily removed. If it is glass, dust and dust hardly adhere to it and can be easily removed. For this reason, it is not necessary to provide the transparent plate 12, and in that case, there is an effect that heat radiation to the air from the inner surface of the case 10 or the reflecting mirror part 11 is promoted.

なお、ポリイミド膜を含む回路部は、必ずしも放熱板とともに用いなくても良く、放熱板を用いない場合、ポリイミド表面に銀メッキやアルミ蒸着のような鏡面加工を施しても良い。   Note that the circuit portion including the polyimide film is not necessarily used together with the heat radiating plate. When the heat radiating plate is not used, the polyimide surface may be subjected to mirror finishing such as silver plating or aluminum vapor deposition.

図12は、本発明の第9の実施の形態に係る反射型の発光装置であり、(a)は光放射側から見た平面図、(b)は背面図、(c)は(a)のC−C部における縦断面図、(d)は(b)の放熱フィンの形状を示す側面図である。   12A and 12B show a reflective light emitting device according to the ninth embodiment of the present invention. FIG. 12A is a plan view seen from the light emission side, FIG. 12B is a rear view, and FIG. The longitudinal cross-sectional view in CC section of FIG. 1, (d) is a side view which shows the shape of the radiation fin of (b).

この発光装置1は、銅からなる略三角形状のケース10に赤色(R)、緑色(G)、および青色(B)の光を放射する発光部1R、1G、および1Bを一体的に設けたものであり、反射鏡面11Aを有する反射鏡部11と一体化されている。反射鏡部11は、3つのLED素子3から放射されるR,G,Bの光をそれぞれ反射する3つの反射鏡面11Aと、反射鏡面11Aと反対側に設けられる放熱フィン11Cとを有する。   In the light emitting device 1, light emitting portions 1R, 1G, and 1B that emit red (R), green (G), and blue (B) light are integrally provided in a substantially triangular case 10 made of copper. It is integrated with the reflecting mirror part 11 having the reflecting mirror surface 11A. The reflecting mirror unit 11 includes three reflecting mirror surfaces 11A that reflect R, G, and B light emitted from the three LED elements 3, respectively, and heat radiating fins 11C that are provided on the opposite side of the reflecting mirror surface 11A.

LED素子2は、紫外光を放射する紫外光LED素子であり、後述する蛍光体含有シリコン樹脂によって封止されている。   The LED element 2 is an ultraviolet LED element that emits ultraviolet light, and is sealed with a phosphor-containing silicon resin described later.

ケース10は、銅板を打ち抜き加工して形成されており、表面に光反射性を高めるためにAgめっきが施され、更に表面が透明な樹脂材料によってオーバーコートされている。また、LED素子2から放射され、反射鏡部11の反射鏡面11Aで反射された光を外部に取り出すための3つの開口部100と、LED素子2の背面方向に放熱幅を有することで、反射鏡部11の反射鏡面11Aで反射された光をほとんど遮らず、LED素子2の発する熱を放熱する放熱板101を備える。放熱板101には、中央にLED素子2を搭載する素子搭載部101Aが設けられ、また、LED素子2に給電するための回路基板23も搭載される。この放熱板101は、LED素子2の発光に基づく熱を効率良く熱伝導するようにケース10に一体形成されており、幅w:1mm、LED素子2を含む光源部の背面方向の幅h:7.5mmで形成されている。   The case 10 is formed by punching a copper plate, and Ag plating is applied to the surface to enhance light reflectivity, and the surface is further overcoated with a transparent resin material. In addition, the three openings 100 for taking out the light emitted from the LED element 2 and reflected by the reflecting mirror surface 11A of the reflecting mirror part 11 and the heat radiation width in the back direction of the LED element 2 are reflected. A heat radiating plate 101 that radiates the heat generated by the LED element 2 without substantially blocking light reflected by the reflecting mirror surface 11A of the mirror unit 11 is provided. The heat radiating plate 101 is provided with an element mounting portion 101 </ b> A for mounting the LED element 2 in the center, and a circuit board 23 for supplying power to the LED element 2 is also mounted. The heat radiating plate 101 is integrally formed with the case 10 so as to efficiently conduct heat based on light emission of the LED element 2, and has a width w of 1 mm and a width h in the back direction of the light source unit including the LED element 2: It is formed with 7.5 mm.

反射鏡部11は、ケース10と同様に銅によって形成されて表面にAgめっきが施されている。また、LED素子2から放射される光をケース10の開口部100に位置して設けられる半球面状の反射鏡面11Aで反射することによって、LED素子2の光出射方向と反対側に光を取り出すように形成されている。また、ケース10との接合面の反対側には放熱性を高めるための放熱フィン11Cが所定の高さおよび間隔で直線状に設けられている。なお、放熱フィン11Cは、図示した直線形状以外に、例えば、ジグザグ形状等に形成されても良く、更に、表面積を拡大する粗面化加工が施されていても良い。   The reflector part 11 is made of copper like the case 10 and has an Ag plating on the surface. Further, the light emitted from the LED element 2 is reflected by the hemispherical reflecting mirror surface 11A provided at the opening 100 of the case 10 to extract the light to the side opposite to the light emitting direction of the LED element 2. It is formed as follows. Further, on the opposite side of the joint surface with the case 10, heat radiation fins 11C for improving heat radiation are provided in a straight line at a predetermined height and interval. In addition, the radiation fin 11C may be formed in a zigzag shape, for example, in addition to the illustrated linear shape, and may further be subjected to a roughening process that increases the surface area.

図13は、放熱板および素子搭載部を部分的に示し、(a)は光放射側から見た平面図、(b)は(a)のB−B部における切断図、(c)は(b)のC−C部における切断図である。   13A and 13B partially show the heat sink and the element mounting portion, where FIG. 13A is a plan view seen from the light emission side, FIG. 13B is a sectional view taken along the line B-B in FIG. It is a cut view in CC section of b).

放熱板101には、図13(a)に示すように、薄膜状に形成された回路基板23が接着固定されるとともに、素子搭載部101AにAlNサブマウント25を介してLED素子2が搭載されており、LED素子2は蛍光体含有シリコン樹脂24によって封止されている。また、AlNサブマウント25の底面には、放熱板101への放熱を促す接着性を有し、良熱伝導性材料からなる放熱シート26が設けられている。なお、放熱シート26に代えて、Agペーストや半田等の放熱を促す接着性材料であれば、他であっても良い。   As shown in FIG. 13A, a circuit board 23 formed in a thin film shape is bonded and fixed to the heat radiating plate 101, and the LED element 2 is mounted on the element mounting portion 101A via an AlN submount 25. The LED element 2 is sealed with a phosphor-containing silicon resin 24. Further, on the bottom surface of the AlN submount 25, there is provided a heat radiating sheet 26 made of a highly heat conductive material having adhesiveness that promotes heat radiating to the heat radiating plate 101. Instead of the heat dissipation sheet 26, any other adhesive material that promotes heat dissipation, such as Ag paste or solder, may be used.

回路基板23は、図13(b)に示すように、導電層となる銅箔230と、銅箔230に積層されるポリイミド膜231と、表層のポリイミド膜231上に積層される光反射膜としてのAl蒸着部232とを有する。   As shown in FIG. 13B, the circuit board 23 is a copper foil 230 serving as a conductive layer, a polyimide film 231 laminated on the copper foil 230, and a light reflecting film laminated on the surface polyimide film 231. And an Al vapor deposition portion 232.

蛍光体含有シリコン樹脂24は、LED素子2から放射される紫外光によって励起されるRGB蛍光体を含有している。本実施の形態では、発光部1RでRの励起光を放射するもの、発光部1GでGの励起光を放射するもの、発光部1BでBの励起光を放射するものがシリコン樹脂に所定の量で混合されている。そのため、発光部1R、1G、および1Bから同時に光を放射させることで光の3原色に基づく白色光が得られる。   The phosphor-containing silicon resin 24 contains an RGB phosphor that is excited by ultraviolet light emitted from the LED element 2. In the present embodiment, a light emitting unit 1R that emits R excitation light, a light emitting unit 1G that emits G excitation light, and a light emitting unit 1B that emits B excitation light are given to the silicon resin. Is mixed in quantity. Therefore, white light based on the three primary colors of light can be obtained by simultaneously emitting light from the light emitting units 1R, 1G, and 1B.

AlNサブマウント25は、LED素子2の搭載面と回路基板23への実装面に設けられるW−Ni−Auからなる回路パターン25Aを導通パターン25Bで電気的に接続して形成されている。   The AlN submount 25 is formed by electrically connecting a circuit pattern 25A made of W—Ni—Au provided on the mounting surface of the LED element 2 and the mounting surface to the circuit board 23 with a conductive pattern 25B.

また、回路基板23は、図13(c)に示すように、AlNサブマウント25との電気的接続性を確保するための開口部231Aが回路パターン25Aに応じて設けられており、開口部231A内に露出したCu箔露出部230AとAlNサブマウント25の底面に設けられる回路パターン25Aとが半田等によって電気的に接続される。AlNサブマウント25の底面に貼り付けられた放熱シート26は、貫通穴233を介して放熱板101に面接触するようになっている。   Further, as shown in FIG. 13C, the circuit board 23 is provided with an opening 231A for ensuring electrical connectivity with the AlN submount 25 in accordance with the circuit pattern 25A, and the opening 231A. The exposed Cu foil exposed portion 230A and the circuit pattern 25A provided on the bottom surface of the AlN submount 25 are electrically connected by solder or the like. The heat dissipating sheet 26 attached to the bottom surface of the AlN submount 25 comes into surface contact with the heat dissipating plate 101 through the through holes 233.

上記した第9の実施の形態によると、ケース10に複数の発光部1R、1G、および1Bを一体的に設け、この発光部1R、1G、および1BからR,G,およびBの光を反射鏡面11Aの反射に基づいて外部放射させるようにしたので、セル状の複数の発光部を同一面上に平面的に配置することができ、薄型でデザイン性に優れる高出力のフルカラー型発光装置が得られる。   According to the above-described ninth embodiment, the case 10 is integrally provided with the plurality of light emitting portions 1R, 1G, and 1B, and the light of the light emitting portions 1R, 1G, and 1B is reflected from the R, G, and B light. Since the external radiation is performed based on the reflection of the mirror surface 11A, a plurality of cellular light emitting portions can be arranged in a plane on the same surface, and a high-power full-color light emitting device that is thin and excellent in design is provided. can get.

10W以下のハロゲン電球は、商品ニーズはあっても充分なハロゲンサイクルを得にくいことから技術的に実現が困難であるが、第9の実施の形態で説明したようにセル状の複数の発光部を並列に、かつ密配置することで集積性に優れ、コンパクトで数WクラスのLEDスポット光源を具現化できる。しかも、LED光源から放射される光は熱線を含まないので、チョコレートや口紅等の対象物を近接照明しても溶けないといった特徴がある。なお、発光部の配置は、平面状のほかに球面状に配置することも可能である。   Although it is difficult to technically realize a halogen bulb of 10 W or less because it is difficult to obtain a sufficient halogen cycle even if there is a product need, as described in the ninth embodiment, a plurality of cellular light emitting units Are arranged in parallel and densely, so that the LED spot light source having excellent integration, compact and several W class can be realized. And since the light radiated | emitted from a LED light source does not contain a heat ray, even if objects, such as chocolate and a lipstick, adjoin, it has the characteristic that it does not melt | dissolve. In addition, the light emitting unit can be arranged in a spherical shape in addition to a planar shape.

ケース10内に近接配置された発光部1R、1G、および1Bから反射鏡面11Aの反射に基づいてR,G,およびBの光を外部放射するので、数10cm離れた面ではR,G,およびBの光が略同一エリアに照射される。このことにより、3色の光の混合性が向上するとともに演色性の良好な照明を行うことができる。また、発光部1R、1G、および1BのLED素子2に対し通電制御を行うことにより、所望の色を高輝度で照射することができる。また、色表現範囲も広くできる。   Since light of R, G, and B is externally radiated from the light emitting units 1R, 1G, and 1B disposed in the case 10 based on the reflection of the reflecting mirror surface 11A, R, G, and The light of B is irradiated to substantially the same area. As a result, the mixing of the three colors of light can be improved and illumination with good color rendering can be performed. Further, by performing energization control on the LED elements 2 of the light emitting units 1R, 1G, and 1B, a desired color can be irradiated with high luminance. In addition, the color expression range can be widened.

また、黄色光と青色光の補色により白色を生じる発光装置では、レンズによる集光光学系を用いて集光すると発光波長の違いに基づく屈折率差によって各波長による光の集光度合いの差が生じ、集光光にリング状の色分離が生じるが、本発明の構成によれば、このような色分離は生じないことにより、厳密な色調を必要とする照明用途に適する。   In addition, in a light emitting device that generates white color by the complementary color of yellow light and blue light, when the light is collected using a condensing optical system using a lens, the difference in the degree of light collection by each wavelength is caused by the difference in refractive index based on the difference in the emission wavelength. In this case, ring-shaped color separation occurs in the condensed light. However, according to the configuration of the present invention, such color separation does not occur, which is suitable for lighting applications that require a strict color tone.

放熱板101は、ケース10を打ち抜き加工することで一体形成されているので、放熱板101からケース10へは、はめ込み接合した構造より、伝熱が優れたものとなる。また、量産性にも優れる。   Since the heat radiating plate 101 is integrally formed by punching the case 10, heat transfer is superior to the structure in which the heat radiating plate 101 is fitted into the case 10. Moreover, it is excellent in mass productivity.

さらに、反射鏡部11に放熱フィン11Cを一体的に設けているので、ケース10と一体的に設けられる放熱板101によりケース10へ伝えられる熱が増大し、これが放熱フィン11Cに伝えられるので、LED素子2の発光に伴って生じる熱の空気中への放熱性が向上する。このことにより、LED素子2の増加によって発熱量が増大しても放熱不良を生じることがなく、LED素子2の長時間駆動においても熱による発光特性の低下を生じることがない。   Furthermore, since the heat radiation fin 11C is integrally provided in the reflecting mirror part 11, the heat transmitted to the case 10 by the heat radiation plate 101 provided integrally with the case 10 increases, and this is transmitted to the heat radiation fin 11C. The heat dissipation to the air of the heat generated with the light emission of the LED element 2 is improved. Thus, even if the amount of heat generation increases due to the increase in the LED elements 2, no heat radiation failure occurs, and even when the LED elements 2 are driven for a long time, the light emission characteristics are not deteriorated due to heat.

ケース10および反射鏡部11が金属材料によって形成されるので、機械的強度に優れる発光装置1が得られる。特に、放熱板101とケース10とが一体的に形成されているので、開口部100の機械的強度が確保され、この部分の潰れや変形によって光放射性が損なわれることがない。また、LED素子2が発光装置1の表面に露出しないので、外力や衝撃によって損傷しにくい構造とできる。   Since the case 10 and the reflecting mirror part 11 are formed of a metal material, the light emitting device 1 having excellent mechanical strength can be obtained. In particular, since the heat radiating plate 101 and the case 10 are integrally formed, the mechanical strength of the opening 100 is ensured, and the light radiation property is not impaired by crushing or deformation of this portion. In addition, since the LED element 2 is not exposed on the surface of the light emitting device 1, it can be structured to be hardly damaged by an external force or an impact.

ポリイミド膜231とCu箔230からなる薄膜状の回路基板23にLED素子2を搭載するとともに電気的に接続するので、簡易な配線構造を実現でき、発光装置1の薄型化、小型化、および生産性の向上を実現できる。また、ポリイミド膜231の表面に設けられるAl蒸着部232は、回路基板23に照射された光を反射し、反射鏡面11Aに導くので、光ロスを抑えることができる。   Since the LED element 2 is mounted and electrically connected to the thin film circuit board 23 made of the polyimide film 231 and the Cu foil 230, a simple wiring structure can be realized, and the light-emitting device 1 can be thinned, miniaturized, and produced. Can improve the performance. Moreover, since the Al vapor deposition part 232 provided in the surface of the polyimide film 231 reflects the light irradiated to the circuit board 23, and guides it to the reflective mirror surface 11A, it can suppress light loss.

また、回路基板23に貫通穴233が開口されているので、AlNサブマウント25と放熱板101との伝熱経路が形成され、更に放熱シート26を介することにより、熱抵抗の大なるポリイミド膜231によって伝熱性を阻害されることなくLED素子2の発熱に伴う熱を速やかに放熱することが可能になる。   In addition, since the through hole 233 is opened in the circuit board 23, a heat transfer path between the AlN submount 25 and the heat sink 101 is formed, and the polyimide film 231 having a large thermal resistance is provided through the heat sink sheet 26. Therefore, it becomes possible to quickly dissipate the heat accompanying the heat generation of the LED element 2 without hindering the heat conductivity.

なお、第9の実施の形態では、紫外光LED素子2とRGB蛍光体による発光部1R、1G、および1Bを有した発光装置1の構成を説明したが、青色LED素子2と黄色の励起光を放射する蛍光体による白色の発光部1R、1G、および1Bとしても良い。この場合の蛍光体として、例えば、セリウムで賦活されたYAG(Yttrium Aluminum Garnet)を用いることができる。また、青色LED素子2を用いる他の構成として、青色光で励起されることにより赤色光を放射する赤色蛍光体と緑色蛍光体を使用することによって白色を得るものであっても良い。   In the ninth embodiment, the configuration of the light emitting device 1 having the light emitting units 1R, 1G, and 1B using the ultraviolet light LED element 2 and the RGB phosphor is described. However, the blue LED element 2 and the yellow excitation light are described. It is good also as white light emission part 1R, 1G, and 1B by the fluorescent substance which radiates | emits. As the phosphor in this case, for example, YAG (Yttrium Aluminum Garnet) activated with cerium can be used. Further, as another configuration using the blue LED element 2, a white color may be obtained by using a red phosphor and a green phosphor that emit red light when excited by blue light.

また、蛍光体を使用せずにR,G,BのLED素子2を近接配置し、反射鏡面11Aによる反射に基づいて光放射させることでフルカラー照明を実現する発光装置1としても良い。   Moreover, it is good also as the light-emitting device 1 which implement | achieves full-color illumination by arrange | positioning the LED element 2 of R, G, B close without using fluorescent substance, and radiating | emitting light based on reflection by the reflective mirror surface 11A.

更に、上記した各部の構成についても種々の変更が可能である。例えば、ケース10は銅の押し出し材によって形成されても良い。また、LED素子2についてもフリップ実装型に限定されず、フェイスアップ型のLED素子2を用いることも可能である。また、第8の実施の形態で説明したガラス封止型LED20を回路基板23に実装しても良い。この場合には長期にわたって信頼性に優れるフルカラー発光装置1が得られる。   Furthermore, various changes can be made to the configuration of each unit described above. For example, the case 10 may be formed of a copper extrusion material. Further, the LED element 2 is not limited to the flip mounting type, and a face-up type LED element 2 can also be used. Further, the glass-sealed LED 20 described in the eighth embodiment may be mounted on the circuit board 23. In this case, the full color light emitting device 1 that is excellent in reliability over a long period of time can be obtained.

図14は、第9の実施の形態の変形例を示し、(a)は放熱板の他の形成例、(b)はケースの他の形成例、(c)は表面に凹凸を有するケースの形成例である。   14A and 14B show a modification of the ninth embodiment, in which FIG. 14A shows another example of the heat sink, FIG. 14B shows another example of the case, and FIG. 14C shows the case having irregularities on the surface. It is a formation example.

図14(a)は、放熱板101を略三角形状のケース10の中心から放射状に形成したものであり、ケース10のデザイン性を向上させることができる。   In FIG. 14A, the heat radiating plate 101 is formed radially from the center of the substantially triangular case 10, and the design of the case 10 can be improved.

図14(b)は、ケース10の外形を円形状に形成したものであり、ケース10は銅合金の押し出しによって形成される。このように外形を円形状とすることで、既存のランプやソケット等に対して形状互換性を有する発光装置1が得られる。   FIG. 14B shows the case 10 having a circular outer shape. The case 10 is formed by extruding a copper alloy. By making the outer shape into a circular shape in this way, the light emitting device 1 having shape compatibility with an existing lamp or socket can be obtained.

図14(c)は、略三角形状のケース10の表面に凹凸形状部10Cを設けたものであり、表面積の拡大によって放熱性を向上させることができる。なお、凹凸形状部10Cを設ける以外に、ケース10の外周面をブラスト処理等によって粗面化しても同様の効果が得られる。また、凹凸加工と粗面化処理とを併用しても良い。   FIG. 14C shows an uneven surface 10C provided on the surface of a substantially triangular case 10, and heat dissipation can be improved by increasing the surface area. In addition to providing the uneven portion 10C, the same effect can be obtained by roughening the outer peripheral surface of the case 10 by blasting or the like. Moreover, you may use an uneven | corrugated process and a roughening process together.

図15は、本発明の第10の実施の形態に係る反射型の発光装置の平面図である。   FIG. 15 is a plan view of a reflective light emitting apparatus according to the tenth embodiment of the invention.

この発光装置1は、六角形状のケース10に7つの発光部を設けた構成を有し、中央に発光部1Bが配置され、その周囲に2個の発光部1Gと4個の発光部1Rが配置されている。このように複数の発光部を近接配置できることにより、高輝度、小形、集積性に優れるフルカラー型発光装置1が得られる。なお、複数のLED素子2を搭載する発光装置1では、ケース10の表面に放熱性を高める凹凸加工や粗面化加工を施すことが好ましい。   The light-emitting device 1 has a configuration in which a hexagonal case 10 is provided with seven light-emitting portions, a light-emitting portion 1B is arranged at the center, and two light-emitting portions 1G and four light-emitting portions 1R are arranged around it. Has been placed. Thus, by being able to arrange a plurality of light emitting portions close to each other, the full color light emitting device 1 having high brightness, small size, and excellent integration can be obtained. In addition, in the light-emitting device 1 which mounts the some LED element 2, it is preferable to give the unevenness | corrugation process and roughening process which improve heat dissipation to the surface of the case 10. FIG.

図16は、本発明の第11の実施の形態に係る反射型発光装置の発光部を示し、(a)は発光部の平面図、(b)は(a)のA−A部における断面図である。   FIG. 16 shows a light emitting unit of a reflective light emitting device according to an eleventh embodiment of the present invention, where (a) is a plan view of the light emitting unit, and (b) is a cross-sectional view taken along line AA of (a). It is.

この発光部1Rでは、図16(a)に示すケース10と一体的に形成される放熱板101がLED20から放射される光を遮ることのない形状で形成されており、かつLED20から放射された光が反射鏡部11の反射鏡面11Aで効率良く反射されるように反射鏡面11Cを形成した構成を有する。なお、同図においては発光部1Rを示しているが、例えば、図12に示す発光部1G、1Bについても同様に形成することができる。   In this light emitting unit 1R, the heat sink 101 formed integrally with the case 10 shown in FIG. 16A is formed in a shape that does not block the light emitted from the LED 20, and is emitted from the LED 20. The reflecting mirror surface 11C is formed so that light is efficiently reflected by the reflecting mirror surface 11A of the reflecting mirror portion 11. Although the light emitting unit 1R is shown in the figure, for example, the light emitting units 1G and 1B shown in FIG. 12 can be formed similarly.

放熱板101は、素子搭載部101Aが反射鏡面11Aの底面側に突出した略五角形状に形成されており、斜辺部の頂点に設けられる素子搭載部101Aに図10で説明したLED20が搭載される。なお、本実施の形態において、LED20は、搭載される青色LED素子2の表面にYAG蛍光体を薄膜状に塗布された構成を有しており、そのことによって白色光を放射する配光の広い波長変換型LEDとなっている。   The heat dissipating plate 101 is formed in a substantially pentagonal shape with the element mounting portion 101A protruding to the bottom surface side of the reflecting mirror surface 11A, and the LED 20 described in FIG. 10 is mounted on the element mounting portion 101A provided at the apex of the oblique side portion. . In the present embodiment, the LED 20 has a configuration in which a YAG phosphor is coated in a thin film on the surface of the blue LED element 2 to be mounted, thereby widening the light distribution that emits white light. It is a wavelength conversion type LED.

反射鏡部11は、樹脂材料の射出成形によって形成されており、反射鏡面となる曲面部分にAl蒸着膜を設けることによって鏡面状の反射鏡面11Aが形成されている。反射鏡面11Aは、楕円(f,f,焦点)をZ軸周りに回転させることに基づく形状を有し、放熱板101の素子搭載部101Aに搭載されたLED20のZ軸方向に対する0°〜115°の範囲、LED20に対する反射鏡面11Aの立体角が2.85πstradとしてある。光源の配光に応じ、Z軸に対し0°〜90°ないしは120°の範囲の立体角で2π〜3.4πstradに形成することが、高効率放射のために望ましい。 The reflecting mirror portion 11 is formed by injection molding of a resin material, and a mirror-like reflecting mirror surface 11A is formed by providing an Al vapor deposition film on a curved surface portion that becomes a reflecting mirror surface. The reflecting mirror surface 11A has a shape based on rotating an ellipse (f 0 , f 1 , focus) around the Z axis, and is 0 ° with respect to the Z axis direction of the LED 20 mounted on the element mounting portion 101A of the heat sink 101. The solid angle of the reflecting mirror surface 11A with respect to the LED 20 is set to 2.85πstrad in the range of ˜115 °. Depending on the light distribution of the light source, it is desirable for high-efficiency radiation to form a solid angle in the range of 0 ° to 90 ° or 120 ° with respect to the Z axis to 2π to 3.4πstrad.

上記した第11の実施の形態によると、反射鏡部11内に突出した素子搭載部101にLED20を搭載するとともに、LED20の位置に応じた反射面形状の反射鏡部11を設けたので、放熱板101の放熱面積が拡大して放熱性が向上する。また、LED20と反射鏡面11Aの配置に基づいて反射面立体角が大になることから、広い配光特性を有するLED20から放射される略全光は反射鏡面11Aで反射され、放熱板101に遮られることなく効率良く放射される。このため、特に蛍光体を有する広い配光特性のLEDに適する。また、複数のセル状の発光部を集積して配置することでより高輝度化を図ることができる。   According to the eleventh embodiment described above, the LED 20 is mounted on the element mounting portion 101 protruding into the reflecting mirror portion 11 and the reflecting mirror portion 11 having a reflecting surface shape corresponding to the position of the LED 20 is provided. The heat dissipating area of the plate 101 is expanded and the heat dissipating property is improved. In addition, since the solid angle of the reflecting surface becomes large based on the arrangement of the LED 20 and the reflecting mirror surface 11A, almost all light emitted from the LED 20 having a wide light distribution characteristic is reflected by the reflecting mirror surface 11A and blocked by the heat sink 101. It is emitted efficiently without being generated. For this reason, it is particularly suitable for LEDs having a wide light distribution characteristic having phosphors. Further, higher luminance can be achieved by arranging and arranging a plurality of cellular light emitting portions.

なお、第11の実施の形態では、回路基板23にLED20を搭載した構成を説明したが、例えば、LED素子2を搭載する構成としても良い。   In the eleventh embodiment, the configuration in which the LED 20 is mounted on the circuit board 23 has been described. However, for example, a configuration in which the LED element 2 is mounted may be used.

本発明の第1の実施の形態に係る反射型の発光装置であり、(a)は斜視図、(b)は(a)のB−B部における横断面図、(c)は(a)のC−C部における縦断面図、(d)はLED素子搭載部の変形例の部分拡大図である。1 is a reflection type light-emitting device according to a first embodiment of the present invention, in which (a) is a perspective view, (b) is a cross-sectional view taken along the line BB of (a), and (c) is (a). The longitudinal cross-sectional view in CC section of FIG. 1, (d) is the elements on larger scale of the modification of a LED element mounting part. 本発明の第2の実施の形態に係る反射型の発光装置の断面図である。It is sectional drawing of the reflection type light-emitting device based on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る反射型の発光装置であり、(a)は平面図、(b)は(a)のD−D部における横断面図、(c)は(a)側面図である。It is a reflection type light-emitting device concerning the 3rd Embodiment of this invention, (a) is a top view, (b) is a cross-sectional view in the DD section of (a), (c) is (a). It is a side view. 放熱支柱を示す図であり、(a)は側面図、(b)は平面図である。It is a figure which shows a thermal radiation support | pillar, (a) is a side view, (b) is a top view. 本発明の第4の実施の形態に係る反射型の発光装置を示し、(a)は縦断面図、(b)はZ方向から見た平面図である。The reflective light-emitting device which concerns on the 4th Embodiment of this invention is shown, (a) is a longitudinal cross-sectional view, (b) is the top view seen from the Z direction. 本発明の第5の実施の形態に係る反射鏡部の部分構成図である。It is a partial block diagram of the reflective mirror part which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態に係るモールド部の部分構成図である。It is a partial block diagram of the mold part which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係るLED素子搭載部の部分構成図である。It is a partial block diagram of the LED element mounting part which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態に係る反射型の発光装置であり、(a)は斜視図、(b)は(a)のB−B部における横断面図、(c)は(a)のC−C部における縦断面図である。It is a reflection type light-emitting device concerning the 8th Embodiment of this invention, (a) is a perspective view, (b) is a cross-sectional view in the BB part of (a), (c) is (a). It is a longitudinal cross-sectional view in CC section. 発光装置に搭載されるLEDを示す断面図である。It is sectional drawing which shows LED mounted in a light-emitting device. 本発明の第8の実施の形態に係る放熱板であり、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は下面図、(d)及び(e)は、中央部が両側部よりも厚みを有した放熱板の下面図である。It is a heat sink which concerns on the 8th Embodiment of this invention, (a) is a front view, (b) is a side view, (c) is a bottom view, (d) and (e) are center parts on both sides It is a bottom view of the heat sink which has thickness rather than the part. 本発明の第9の実施の形態に係る反射型の発光装置であり、(a)は光放射側から見た平面図、(b)は背面図、(c)は(a)のC−C部における縦断面図、(d)は(b)の放熱フィンの形状を示す側面図である。It is a reflection type light-emitting device concerning a 9th embodiment of the present invention, (a) is a top view seen from the light radiation side, (b) is a rear view, (c) is CC of (a). (D) is a side view which shows the shape of the radiation fin of (b). 放熱部および素子搭載部を部分的に示し、(a)は光放射側から見た平面図、(b)は(a)のB−B部における切断図、(c)は(b)のC−C部における切断図である。The heat radiation part and the element mounting part are partially shown, (a) is a plan view seen from the light emission side, (b) is a cutaway view at the BB part of (a), (c) is C of (b) FIG. 第9の実施の形態の変形例を示し、(a)は放熱部の他の形成例、(b)はケースの他の形成例、(c)は表面に凹凸を有するケースの形成例である。The modification of 9th Embodiment is shown, (a) is the other formation example of a thermal radiation part, (b) is the other formation example of a case, (c) is the formation example of the case which has an unevenness | corrugation on the surface. . 本発明の第10の実施の形態に係る反射型の発光装置の平面図である。It is a top view of the reflective light-emitting device which concerns on the 10th Embodiment of this invention. 本発明の第11の実施の形態に係る反射型発光装置の発光部を示し、(a)は発光部の平面図、(b)は(a)のA−A部における断面図である。The light emission part of the reflection type light-emitting device based on the 11th Embodiment of this invention is shown, (a) is a top view of a light emission part, (b) is sectional drawing in the AA part of (a).

以上説明したように、本発明の発光装置によれば、発光素子の背面方向に放熱幅を有した放熱板を設け、発光素子から放射された光を発光面側に対向して設けられる反射部で反射して放射させるようにしたため、放熱性に優れ、ハイパワーの発光素子を用いることができ、大光量の光を高効率で照射することができる。   As described above, according to the light-emitting device of the present invention, the heat radiating plate having the heat radiating width is provided in the back direction of the light-emitting element, and the reflection part provided to oppose the light emitted from the light-emitting element to the light-emitting surface side. Therefore, a high-power light-emitting element can be used, and a large amount of light can be irradiated with high efficiency.

また、本発明の発光装置によれば、発光素子の背面方向に放熱幅を有した放熱板を設けて放熱性を有するケースの内部に収容するとともに、発光素子から放射された光を発光面側に対向して設けられる反射部で反射してケース外部に放射させるようにしたため、放熱性に優れ、反射光の放射効率低減を最小限に抑えることができる。   Further, according to the light emitting device of the present invention, a heat radiating plate having a heat radiating width is provided in the back direction of the light emitting element so as to be housed in a heat radiating case, and light emitted from the light emitting element is emitted on the light emitting surface side Since the light is reflected by the reflecting portion provided opposite to and radiated to the outside of the case, the heat dissipation is excellent, and the reduction of the radiation efficiency of reflected light can be minimized.

更に、本発明の発光装置によれば、発光素子へ給電する為の給電部として、リードの代わりに金属薄膜を用い、且つ、2枚の放熱板に挟みこむように構成したため、部品点数が低減でき、組み立てが容易になり、また、コストを削減することができる。   Furthermore, according to the light emitting device of the present invention, the power supply unit for supplying power to the light emitting element is configured to use a metal thin film instead of the lead and sandwiched between two heat radiating plates, so that the number of parts can be reduced. Assembling becomes easy, and the cost can be reduced.

Claims (20)

金属材料からなる遮光性の放熱板と、
前記放熱板の端面に搭載され固体発光素子を含む光源部と、
前記光源部へ電力を供給し、前記放熱板と絶縁され前記放熱板と一体的に形成されている給電部と、
前記光源部から放射された光を、前記放熱板方向であって前記放熱板と平行な方向へ反射する反射部とを有することを特徴とする発光装置。
A light-shielding heat sink made of a metal material;
A light source unit that is mounted on an end face of the heat sink and includes a solid-state light emitting element;
Power is supplied to the light source unit, insulated from the heat radiating plate, and integrally formed with the heat radiating plate ,
A light emitting device comprising: a reflection portion that reflects light emitted from the light source portion in a direction parallel to the heat dissipation plate and in a direction parallel to the heat dissipation plate .
前記給電部は、金属性薄膜からなることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。The power supply unit, the light emitting device according to claim 1, wherein the benzalkonium such a metallic thin film. 前記給電部は、複数の前記放熱板に絶縁体を介して挟入されていることを特徴とする請求項2に記載の発光装置。The power supply unit, the light emitting device according to claim 2, characterized in that it is sandwiched enter through an insulator to the heat radiating plate of several. 前記光源部は、前記固体発光素子を光透過性材料で封止してパッケージ化されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の発光装置。  4. The light emitting device according to claim 1, wherein the light source unit is packaged by sealing the solid light emitting element with a light transmissive material. 5. 前記光源部は、フリップチップ実装される前記固体発光素子を有し、
前記固体発光素子に対して電力の受供給を行う導電パターンを形成された無機材料基板上に実装され、
前記無機材料基板との熱膨張率が同等の無機封止材料によって封止されていることを特徴とする請求項4に記載の発光装置。
The light source unit includes the solid-state light emitting element that is flip-chip mounted.
Mounted on an inorganic material substrate formed with a conductive pattern for receiving and supplying power to the solid state light emitting device,
The light emitting device according to claim 4, wherein the light emitting device is sealed with an inorganic sealing material having a thermal expansion coefficient equivalent to that of the inorganic material substrate.
前記無機封止材料は、ガラスであることを特徴とする請求項5に記載の発光装置。  The light emitting device according to claim 5, wherein the inorganic sealing material is glass. 前記無機封止材料は、屈折率1.55以上であることを特徴とする請求項6に記載の発光装置。  The light emitting device according to claim 6, wherein the inorganic sealing material has a refractive index of 1.55 or more. 前記固体発光素子あるいは前記固体発光素子の周囲から、複数領域波長のスペクトル光を放射することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の発光装置。  8. The light emitting device according to claim 1, wherein spectrum light having a wavelength in a plurality of regions is emitted from the solid light emitting element or the periphery of the solid light emitting element. 前記固体発光素子の周囲に蛍光体を配置したことを特徴とする請求項8に記載の発光装置。  The light-emitting device according to claim 8, wherein a phosphor is disposed around the solid-state light-emitting element. 記反射部および前記放熱を収容し、前記反射部が配置される第1の開口部と、前記反射部にて反射された光を取り出す第2の開口部と、を有するケースを有することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の発光装置。Accommodating the front Symbol reflective portion and the heat radiating plate, having cases having a first opening wherein the reflecting portion is disposed, and a second opening for taking out the reflected light in the reflective portion The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device is a light emitting device. 前記放熱は、前記ケースと同一部材で形成されていることを特徴とする請求項10に記載の発光装置。The light-emitting device according to claim 10, wherein the heat radiating plate is formed of the same member as the case. 前記ケースは、光を反射する表面を有することを特徴とする請求項11に記載の発光装置。Wherein the case, the light emitting device according to claim 11, characterized in that it comprises a front surface reflect light. 前記ケースの外周面、放熱面積拡大するために、凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項11または12に記載の発光装置。 The outer peripheral surface of the case, in order to enlarge the heat release area, the light-emitting device according to claim 11 or 12, characterized in that the uneven portion is formed. 前記ケースの外周面、放熱面積拡大するために、粗面化されていることを特徴とする請求項11または12に記載の発光装置。 The outer peripheral surface of the case, the light emitting apparatus according to claim 11 or 12, characterized that in order to enlarge the heat release area is roughened. 前記放熱、光を反射する表面を有することを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の発光装置。The heat sink, the light emitting device according to any one of claims 1 14, characterized in Rukoto that having a front surface you reflect light. 前記放熱は、前記反射側に突出した形状を有することを特徴とする請求項15に記載の発光装置。The light emitting device according to claim 15, wherein the heat radiating plate has a shape protruding toward the reflecting portion . 前記反射部は、樹脂材料によって形成されることを特徴とする請求項1から16のいずれか1項に記載の発光装置。  The light-emitting device according to claim 1, wherein the reflecting portion is formed of a resin material. 前記光源部は、複数の前記固体発光素子を備えることを特徴とする請求項1から17のいずれか1項に記載の発光装置。  The light source device according to claim 1, wherein the light source unit includes a plurality of the solid light emitting elements. 前記光源部を複数備え、前記複数の光源部に対応した複数の反射部と放熱とを有することを特徴とする請求項1から18のいずれか1項に記載の発光装置。19. The light-emitting device according to claim 1, comprising a plurality of the light source units, and having a plurality of reflection units and a heat radiating plate corresponding to the plurality of light source units. 前記複数の光源部は、赤色(緑色(および青色(の発光色の光源部からなることを特徴とする請求項19に記載の発光装置。The light emitting device according to claim 19, wherein the plurality of light source units include light source units having red ( R ) , green ( G ) , and blue ( B ) emission colors.
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